库水升降作用下高陡岩质边坡稳定性分析研究

为有效分析库水升降作用下库岸边坡稳定性,以三山岛金矿的仓上露天坑尾矿库高陡岩质边坡为依托背景,选取库岸边坡岩样分别进行自然状态下和不同“饱水-失水”循环次数下的单轴抗拉强度试验、单轴抗压强度试验。考虑“饱水-失水”循环对岩石的损伤影响,在广义Hoek-Brown强度准则的基础上,引入了“饱水-失水”循环作用后岩石单轴抗压强度累积损伤率,对Hoek-Brown强度准则进行了改进,确定了库岸边坡的岩体力学参数。以此为基础,利用FLAC3D数值分析软件对库岸边坡进行稳定性分析研究。结果表明：库水升降作用对库岸边坡岩体物理力学性质的损伤作用十分明显,随库水升降循环次数的增多,库岸边坡岩体力学参数不断劣化。数值模拟监测情况与实际工程的位移监测数据对比分析整体误差较小,证明岩体力学参数计算的可靠性,以此为基础计算得库岸边坡将在经历30次“饱水-失水”循环作用后最终破坏失稳。其所得结论能够为类似边坡工程的稳定性分析提供参考与指导。     

库水升降作用下高陡岩质边坡稳定性分析

为有效分析库水升降作用下库岸边坡稳定性,以三山岛金矿的仓上露天坑尾矿库高陡岩质边坡为例,选取库岸边坡岩样分别进行自然状态下和不同"饱水-失水"循环次数下的单轴抗拉强度试验、单轴抗压强度试验。考虑"饱水-失水"循环对岩石的损伤影响,在广义Hoek-Brown强度准则的基础上,引入了"饱水-失水"循环作用后岩石单轴抗压强度累积损伤率,对Hoek-Brown强度准则进行了改进,确定了库岸边坡的岩体力学参数。以此为基础,利用FLAC3D数值分析软件对库岸边坡进行稳定性分析研究。结果表明:库水升降作用对库岸边坡岩体物理力学性质的损伤作用十分明显,随库水升降循环次数的增多,库岸边坡岩体力学参数不断劣化。数值模拟监测情况与实际工程的位移监测数据对比分析整体误差较小,证明岩体力学参数计算的可靠性,以此为基础计算得库岸边坡将在经历30次"饱水-失水"循环作用后最终破坏失稳。其所得结论能够为类似边坡工程的稳定性分析提供参考与指导。     

近坝库岸边坡稳定性分析

大型库岸边坡稳定性对大坝安全威胁大,直接关系到坝址的成立。本论述在对近坝库岸段夏日变形体工程地质特征分析的基础上,建立地质模型,用极限平衡理论计算天然、暴雨、地震、蓄水、蓄水+暴雨、蓄水+地震六种工况下变形体的稳定性,然后,根据水利水电边坡控制安全系数标准,分别就变形体在各工况下的安全性进行了分析评价。     

蓄水及降雨条件下库岸边坡变形机理研究

库岸边坡变形与水位波动及降雨等有着密不可分的关系。水库蓄水及降雨都会引起地下水位抬升,局部坡体由不饱和状态转为饱和状态。浸水的岩土体和地下水相互作用,致使坡体力学参数弱化而稳定性降低;另外地下水位波动会施加动静水压力在坡体上,这也会导致坡体稳定性下降。为了研究在蓄水及降雨条件下边坡的变形机理及影响稳定性的主导因素,以雅砻江某电站库岸边坡为例,利用蓄水过程第一手监测资料及地质现象对其变形机理进行分析,结合传递系数法对四种工况进行计算。分析认为:蓄水过程库水位的变化与坡体变形规律有着一定的相关性,结合稳定性计算可知库水的陡升对坡体变形起主导作用。建议蓄水过程可以分阶段渐进式进行来消除这种影响;坡体在蓄水过程中,有着典型的蠕变规律:库水快速上升后,坡体滞后1~2月也开始加速变形;随着后期库水波动基本保持平稳,坡体变形也随之减速并最终趋于稳定;综合研究区地质条件及监测分析,判定滑坡变形机制为蠕滑-拉裂式。然而整个蓄水过程边坡变形都在允许范围内,不会发生失稳。     

三峡库区消落带滑坡稳定性分析中的力学问题

针对三峡库区消落带特殊的地质环境,在系统分析作用于滑坡体上的力系以及滑坡体受力状态随库水位变化而变化的规律的基础上,研究了水库消落带库水位周期性变化对岩石变形特性演化规律的影响,提出了旱季（天然状态）、雨季（暴雨或长期降雨状态）、旱季＋175m库水位、雨季＋175m库水位、旱季＋地震、雨季＋地震、旱季＋175m库水位＋地震、雨季＋175m库水位＋地震、旱季＋库水位由175m下降至145m、雨季＋库水位由175m下降至145m等10种典型计算工况及其相应的作用荷载体系,建立了三峡库区水库消落带滑坡稳定性分析评价方法。其研究成果为探索处于三峡库区水库消落带地质环境的稳定性分析评价方法和确定三峡库区库岸边坡整治工程设计方案奠定了基础。     

基于非连续变形分析的黄河上游某电站库岸边坡稳定性分析

为深入研究黄河上游某电站库岸边坡倾倒变形的诱发因素和破坏机理,通过建立库岸边坡的二维非连续变形分析(DDA)概化分析模型,对比分析了水位变动导致的瞬时变形和蠕变作用产生的时效变形对库岸边坡整体变形的影响,模拟库岸边坡整体和细部的变形形态,并采用校验模型将计算结果与实测变形进行对比,验证了应用DDA数值模拟方法的合理性。研究结果表明:库岸边坡倾倒变形的诱发因素是蓄水作用,变形与水位变动具有明显的相关性;该库岸边坡变形主要为时效变形,由于蓄水扰动引起的直接变形较小,在研究变形中必须考虑蠕变作用;DDA模拟岸坡整体和细部的变形形态与真实情况较为吻合,持续的倾倒变形致使局部块体失稳,但对库岸边坡整体变形的影响较小。     

暂态水位变化对库岸边坡稳定性影响的研究

受库水位变动及降雨等条件的影响,库岸边坡坡体内暂态上层滞水位和暂态潜水位会产生相应变化,从而引发岸坡出现各种地质灾害。为了得出暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响,以苗尾水电站大溜槽岸坡在暂态水位变化作用下的变形为例,在充分总结岸坡区域工程地质条件和坡体结构特征的基础上,利用三维有限元数值模拟方法开展研究。结果表明：库水位突降情况下,岸坡暂态水位的稳定明显滞后于库水位,其暂态水压力为暂态潜水位与稳态水位间的静水压力。汛期常规降雨强度作用下,岸坡表面形成一层水膜,渗透障的深度为5m左右;降雨强度加强后渗透障向下转移,暂态饱和区的厚度增大。降雨停止前后的暂态水压力可分别简化为作用于岸坡岩土体条块上的均布荷载与折减后的静水荷载,均布荷载和折减系数的大小与降雨强度、降雨持时和土水特性相关。研究成果对于类似水电边坡稳定性分析具有较强的参考价值。     

基于地理信息与综合信息模型的区域库岸边坡稳定性评价方法

通过地理信息系统(geographic information systems,GIS)与综合信息模型相结合的方法,进行区域库岸边坡稳定性综合评价。通过在研究区域内选取坡向、坡度、山体阴影、高程、地质构造、地层岩性、河流作用7项对库岸边坡稳定性有影响的指标,建立库岸边坡稳定性评价指标体系,然后利用GIS对各个因素进行栅格化,依据综合信息模型,得出基于栅格单元的评价指标分布图,对区域库岸边坡进行稳定性评价。对某工程水库区的区域库岸边坡稳定性进行评价,结果表明:地质构造和地层岩性对评价结果的影响最为显著,且大部分研究区域处于稳定性较低区,其中稳定性低和较低区占总研究区域面积的比例分别为15. 2%和51. 5%,稳定性评价结果精度高达95. 41%。     

暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响

受库水位变动及降雨等条件的影响,库岸边坡坡体内暂态上层滞水位和暂态潜水位会产生相应变化,从而引发岸坡出现各种地质灾害。为了得出暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响,以苗尾水电站大溜槽岸坡在暂态水位变化作用下的变形为例,在充分总结岸坡区域工程地质条件和坡体结构特征的基础上,利用三维有限元数值模拟方法开展研究。结果表明:库水位突降情况下,岸坡暂态水位的稳定明显滞后于库水位,其暂态水压力为暂态潜水位与稳态水位间的静水压力。汛期常规降雨强度作用下,岸坡表面形成一层水膜,渗透障的深度为5 m左右;降雨强度加强后渗透障向下转移,暂态饱和区的厚度增大。降雨停止前后的暂态水压力可分别简化为作用于岸坡岩土体条块上的均布荷载与折减后的静水荷载,均布荷载和折减系数的大小与降雨强度、降雨持时和土水特性相关。研究成果对于类似水电边坡稳定性分析具有较强的参考价值。     

卡拉水电站田三滑坡体稳定性敏感因素分析

为了分析卡拉水电站工程区滑坡体的稳定性,以库区内田三滑坡体为例,对其滑坡成因、地形地貌、地质构造等内在因素进行分析。结果表明:滑坡体随着坡面隆起和坡内扩容加剧,在外界作用下更易失稳破坏;其层面与节理裂隙的不良组合为边坡变形失稳提供了边界;陡倾坡内的裂隙为地下水入渗创造了条件。通过对库水位升降、降雨和地震等外在因素的敏感性分析,可知库水位骤升骤降对滑坡体的稳定性影响较大;短期降雨对滑坡体稳定性影响较小,但是随着降雨时间增长滑坡体失稳概率增加;地震峰值对滑坡体稳定性影响较为明显。根据分析结果对滑坡体进行工况及荷载组合,并对各工况组合进行稳定性计算及评价,结果表明,受蓄水和暴雨影响,滑坡体的稳定性变差,在蓄水地震工况下失稳概率较大。     

三峡库区生态屏障带划分与土地利用现状研究——以重庆市万州区为例

三峡水利工程带来的社会、经济和环境问题已引起全国乃至全世界的关注,库区屏障带是该区人地矛盾最为突出的区域。研究以重庆市万州区为例,利用TM遥感影像数据以及DEM数据,提取1995—2008年三峡水库蓄水前后的水热变化线,结合GIS支持下的山脊线提取,对生态屏障带综合划分进行了研究,并分析屏障带内坡度分布和土地利用现状。结果表明:三峡水库蓄水后,三峡水库两岸地表亮温和地表湿度受水库水位上升的影响,其影响范围为库区两岸30 km以内;划定的万州区屏障带范围主要为三峡水库水位线南北35 km以内,其总面积为2 215 km2,占其幅员面积的64.2%;万州区屏障带内存在一定的不合理土地利用问题,区内陡坡耕地和建设用地极容易破坏本来就极为脆弱的生态环境,直接对三峡水库的运行造成威胁。研究成果可为三峡库区屏障带综合研究提供参考。     

库水作用下三峡库区某库岸堆积体稳定性研究

三峡库区某库岸堆积体被认为是库水作用下的潜在滑坡之一．采用了GEO—seep、GEO—sigma及GEO—slope通用计算程序，对三峡水库水位升降的一系列工况下该堆积体的饱和一非饱和渗流场的变化、变形破坏机理及稳定安全系数进行了计算分析．计算结果表明，随着水库蓄水位的增加，该堆积体的稳定性会相应降低，库水骤降为其稳定性最为不利的工况．由计算分析推断该堆积体为一潜在水库新生型堆积体滑坡．     

宜昌城区长江岸坡稳定性预测评价

三峡水库修建与蓄水后,由于清水下泄,长江宜昌城区河段发生明显冲刷,深泓普遍下切,河段内出现了多处新的崩岸险情,为此,国家启动三峡后规长江崩岸治理工程.在工程勘察的基础上,对岸坡地形地貌、地质结构以及岸坡稳定影响因素进行了综合分析,对宜昌城区长江岸坡的稳定性进行了工程地质分类评价,并采用河岸地质结构预测法对岸坡发展趋势进行了预测.分析和预测表明,护岸工程岸坡不存在稳定（A）类岸坡;基本稳定（B）类岸坡约占23%;稳定性较差（C）类岸坡约占48.5%;稳定性差（D）类约占28.5%.     

库水位循环下岸坡-桥梁桩基相互作用致损机理

库水位循环作用下,库岸边坡岩土体物理力学性质劣化,引起岸坡变形、滑移,将对桥梁基础、桥墩及上部结构产生不同程度损伤,甚至会导致桥梁上部结构落梁、垮塌。针对重庆万州长江二桥库岸边坡失稳致灾问题,采用FEM-SPH(finite element method-smoothed particle hydrodynamics)转换耦合算法建立了岸坡-桥梁三维有限元模型,结合桥位处地质勘测数据模拟了变动水位条件下岸坡变形、滑移、失稳全过程,揭示了岸坡滑移与桥梁桩基相互作用机理,研究了桥墩偏位规律及下部结构失效模式。结果表明：以滑动带有限元网格悉数转换为SPH(smoothed particle hydrodynamics)粒子作为岸坡失稳判据,FEM-SPH转换耦合算法能够更直观、准确地模拟库岸边坡从变形、滑移至失稳全过程;桥位处岸坡将在第16、20次水位升降循环过程中发生失稳破坏;随着岸坡变形、滑移、失稳演化,桥墩偏位呈“缓增-激增”的变化趋势;岸坡发生第2次失稳时,桩基础在土-岩交界面上部发生剪切破坏,破坏面与水平面夹角约为60°。     

三峡库区名山滑坡稳定性的计算分析

三峡大坝建成蓄水后，无疑将导致部分古滑体的复活和新滑体的产生，对三峡库区的城镇建设、交通安全等造成一定影响。针对三峡库区的实际情况，以重庆市丰都县名山滑坡为例，具体考虑了旱季（天然状态）、雨季（暴雨或长期降雨状态）、旱季＋175m库水位、雨季＋175m库水位、旱季＋地震、雨季＋地震、旱季＋175m库水位＋地震、雨季＋175m库水位＋地震、旱季＋库水位由175m下降至145m、雨季＋库水位由175m下降至145m等10种计算工况，并给出了相应的作用荷载体系，提出了相应评价库岩滑体稳定性分析计算方法。     

三峡库区千将坪滑坡模型试验研究

库岸边坡的失稳除了与坡体本身的工程地质条件有关外,还与水文地质条件有关;当库水位变化时,库岸边坡地下水排泄条件发生变化,该条件的变化可以导致库岸边坡失稳.以三峡库区某滑坡为例,通过物理模型试验模拟该滑坡在库水位变化条件下的变形和破坏特征,探讨库水位变化对该滑坡稳定性的影响.     

干湿循环下万州侏罗系泥岩残积土的环剪试验

对取自万州区侏罗系库岸某泥岩残积土,分别进行5次、13次和21次干湿循环后得到3组重塑样,利用大型环剪仪开展固结不排水剪切和自然排水残余剪切试验.试验结果表明:随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土在不排水剪切过程中更易产生较高的超孔隙水压力,不排水残余强度因干湿循环而劣化;随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土的有效残余黏聚力急剧增大,有效残余内摩擦角则显著减小,残余强度变由粒间黏聚力基本控制;泥岩残积土的残余强度具有显著的剪切速率相关性,且在较小的速率范围内具有"负速率效应",而在较大的速率范围内则有强烈的"正速率效应".随着干湿循环次数的增加,残余强度表现出强"正速率效应"的起始速率将减小.研究结果对三峡库区侏罗系岸坡在季节性降雨和周期性库水位变动下的稳定性评价具有一定的参考价值.     

库水升降作用下水库库岸滑坡稳定性分析

库水位的升降是诱发水库库岸产生滑坡的重要原因.本文以兴山县柑橘园滑坡为例,在三峡水库调度的一个周期内,运用非饱和土力学中渗流和抗剪强度理论,对滑坡稳定性进行分析,得出滑坡体内渗流场及稳定性系数随库水位变动的变化规律,对库区滑坡的稳定性评价和治理有一定的指导意义.     

人工湿地用于三峡库区小城镇生活污水处理的研究

三峡库区蓄水后,水体自净能力减弱,部分支流呈现富营养化趋势。为防止水体富营养化,需要对三峡库区小城镇居民生活污水进行处理。人工湿地处理生活污水建设运行成本低,出水水质好,管理简单,可实现污水资源化。利用库区山地地形特点建造人工湿地,不占用耕地,还具有固坡防沙减少水土流失的生态作用。