三峡库区白家包滑坡变形机理与预警模型研究

三峡库区自2003年蓄水以来,库区有大量滑坡监测累积位移曲线呈阶跃型,此类滑坡在外界影响因素下集中在某一时间段内变形量大,其机理复杂、稳定性判断和预警难度大.通过研究滑坡的变形特征及诱发因素,有助于评估滑坡的稳定性,并构建合适的预警模型.本文以白家包滑坡为研究对象,综合分析15年人工和4年自动GNSS地表位移监测数据,结合野外宏观巡查及勘查资料,研究了白家包滑坡的变形机理;基于改进切线角以及全自动监测数据定量化分析,获取滑坡等速变形速率和变形阶跃点,建立相应的预警模型.结果表明：白家包滑坡整体变形明显,滑坡变形主要集中于每年5—6月,滑坡累积曲线呈现典型的“阶跃”型的动态变形特性,受库水位升降作用影响表现出明显的“推拉效应”;库水位下降是白家包滑坡变形关键影响因素,且与库水位下降速率密切相关,在库水位快速下降期和低水位期,特大暴雨和持续降雨会促进变形;通过改进切线角方法及数据精细化分析,白家包滑坡的位移速率阈值为8.7 mm/d,库水阈值为库水位下降至149 m位移阶跃启动,最小下降速率为0.4 m/d.     

基于GPS监测数据的滑坡变形影响因素分析

基于三峡库区某滑坡6年GPS监测数据及降雨和库水位变化资料,对滑坡变形进行分析,结果表明其累积位移曲线具阶跃型位移特征,且降雨强度、库水位下降及下降速率为滑坡变形波动的关键因子;运用灰色关联度方法研究了降雨强度、库水位变化与滑坡变形响应程度,分析表明滑坡前缘受库水位影响最大,滑坡后缘首要因素为降雨强度,降雨和库水位下降两者联合作用影响更大。     

不同水位调度情况下滑坡的变形分析

为研究三峡库区水位反复升降情况下对沿岸涉水边坡的影响,以卡子湾滑坡为例,通过FLCA 3D软件模拟不同工况下水位调度对滑坡变形的影响。结果表明：在库水反复升降过程中,前缘涉水段位移变化较大,最大位移发生在库水处于低水位期;剪应力在静水位阶段变化较小,在水位变化时剪应力随着库水下降而增大,随着库水上升而减小;随着库水位周期性变动,滑坡前部张拉作用由滑坡前缘局部向整个前缘部分扩展;滑坡在库水快速下降阶段,日位移变化量达到最大,但仍未形成连续、贯通的剪应变增量带,说明滑坡在当前调度过程中仍处于相对稳定状态;在对中前部监测点分析发现,滑坡中前部地表位移主要发生在库水位调度下降期,所以在降水期应对沿岸滑坡重点监测。     

前缘塌岸对三峡库区淹锅沙坝滑坡变形影响分析

三峡水库长期运行后,库水作用使土质岸坡变形破坏加剧,甚至导致滑坡复活。受库水位变动影响和波浪作用,秭归淹锅沙坝滑坡前缘不断发生塌岸,且滑坡变形对前缘塌岸响应较为明显。因此以该滑坡为例,基于地表宏观变形、全球定位系统(global positioning system, GPS)位移数据,深部位移监测等数据,分析淹锅沙坝滑坡的变形机制。为进一步探索前缘塌岸对滑坡变形的影响机理。采用GeoStudio软件,基于生死单元技术实现不同坡面形态的淹锅沙坝滑坡的数值模拟,分析原始形态、当前坡形、塌岸发展后等不同坡面形态滑坡渗流场,应力场,位移场的变化规律。结果表明：淹锅沙坝滑坡左侧整体变形较大;受库水作用影响,滑坡前缘发生塌岸,塌岸侧中前部的GPS监测点位移量随之增大,因而塌岸对滑坡整体稳定性有一定影响。数值模拟结果表明：淹锅沙坝滑坡是动水压力型滑坡;不同坡形渗流场结果变化较小;滑坡前缘的水平向应力分布会随坡形变化而变化,进而影响滑坡的位移变形和整体稳定性;当前坡形发生塌岸后,前缘的水平方向应力值增大,位移量随之增大,滑坡整体稳定性下降;数值模拟结果与实际变形情况一致。GeoStudio软件可以较...     

对三峡库区某滑坡位移响应规律研究

利用三峡库区某滑坡长期地表位移监测资料,分别从定性和定量的角度研究了滑坡变形的时域规律:运用离散谱分析求得在库水及降雨条件下该滑坡变形的周期为12个月左右;运用统计学的方法建立了滑坡变形滞后于库水位及降雨的回归模型,求得滑坡变形滞后期与库水位降速的相关模型为T1=5.463-3.677v1,与库水位降速及降雨强度的相关模型为T2=6.353-5.498v1-0.23v2t2,且库水位降速对变形滞后期的影响占主导作用.对库水位一个下降周期内不同水位下降方案进行模拟可知,库水位降速与滑坡稳定性呈负相关.库水位下降历时、降幅一定时,采用先快降后缓降同时避免陡升陡降的库水位调度方案,可获得较高的安全系数,为工程实践提供了一种可行的滑坡变形时域规律研究方法.     

三峡库区卧沙溪滑坡变形影响因素分析

卧沙溪滑坡是三峡库区变形严重的典型滑坡之一.基于近年来该滑坡GPS位移监测成果、库区降雨和库区水位变化等相关资料,通过分析滑坡位移、变形速率和宏观裂缝监测数据,研究滑坡变形特征及滑坡影响因素.研究结果表明:该滑坡近几年累积位移时间曲线于每年的4~6月期间呈周期性、阶跃性特征;库水位下降和库水位浸泡是引起卧沙溪滑坡位移变形的主要影响因素,降雨加剧滑坡变形;按照滑坡机理分类,该滑坡属于动水压力型与浸泡软化型的复合型滑坡.     

水位升降和降雨联合作用的岸坡流固耦合及失稳机理分析：以贵州平塘六硐南岸滑坡为例

为探讨涉水滑坡受水位升降及降雨作用变形机制及稳定性影响, 以贵州平塘六硐南岸滑坡为研究对象,通过野外调查及现场监测,分析滑坡灾害产生的地质背景和变形特征。基于非饱和渗流理论和极限平衡分析,运用有限元软件Geo-studio,计算滑坡在673~685 m水位波动和降雨作用不同工况组合下的稳定系数,得到渗流场、应力场和位移场的变化规律,探明滑坡变形迹象及破坏机制。结果表明：该滑坡累计位移曲线呈现“阶跃状”特征,变形与河流水位变化、强降雨在时间上存在对应关系;雨强增大会降低滑坡稳定性,雨停滞后一定时间稳定性恢复;水位上升和下降,分别会使坡体稳定性增加和降低,且升降速率越大,稳定性变化程度越明显;水位下降和降雨联合作用为最不利工况,正是因为2020年7—9月坡体历经2次最不利工况,导致滑坡复活并且变形加剧。研究成果可为山区河岸滑坡防灾减灾提供一定参考。     

三峡库区白水河滑坡变形特征及影响因素的阶段分析

为研究三峡库区库岸滑坡的变形特征及主要影响因素,以三峡库区白水河滑坡为研究对象,通过滑坡全球定位系统(GPS)位移监测数据,结合降雨及库水位资料,依据库区蓄水过程,分三阶段定性分析滑坡的变形特征和影响变形的主要因素.结果表明:滑坡变形集中在每年的5~8月份,呈阶跃式变形;降雨和库水位变化为影响滑坡变形的主要因素;从第一阶段(200306~200608)降雨为滑坡变形的主导因素,第二阶段(200609~200808)降雨为主要影响因素,库水位变化有一定影响,到第三阶段(200811~今)降雨和库水位变化共同影响滑坡变形.研究说明:降雨强度较滑坡累积变形表现出较强关联性,库水位的波动对累积位移的影响并不明显;降雨强度越大,累积位移曲线上升幅度越大.     

渗透作用下滑坡-抗滑桩变形特征分析——以马家沟滑坡分析为例

基于Drucker-Prager模型,以马家沟滑坡为分析对象,从水平抗力、位移的角度出发,利用有限元分析软件ABAQUS对库水位波动时渗透力作用下滑坡发育过程中滑坡-抗滑桩不同位置处的变形规律进行了研究。研究表明,库水位波动时,抗滑桩土体水平抗力及位移随渗透力的增大而增大;0~60 d,滑坡变形过程经历瞬间加卸荷变形、应力调整变形、应力稳步增长变形3个变形过程;0.5~40 d滑坡位移速率持续降低,滑坡处于减速蠕变阶段;40~100 d滑坡位移速率趋于稳定,滑坡处于等速蠕变阶段。滑坡位移速率趋于稳定时,土体的变形处于缓慢持续的状态,体现出马家沟滑坡的蠕滑特性;抗滑桩桩前、桩后水平抗力及位移呈现时间效应。     

库水位升降作用下库岸滑坡稳定性研究

为研究库水位升降对库岸滑坡稳定性的影响,以九甸峡库区某滑坡为例,采用GPS对其外部进行变形监测,结合详细的现场调查及水库运营资料,同时针对库水位升降条件下利用Geo-slope分析库岸滑坡的稳定性变化规律.结果表明:库水位100~130 m阶段,库水位快速持续上升及下降将会引起滑体发生滑动;滑体稳定性随库水位下降速度增加而减小,库水位下降速度超过0.3 m/d时,滑体将会发生失稳;库水位上升速率大于0.4 m/d时,将会诱发滑体失稳;库水位连续快速升降也对库岸滑坡稳定性不利,库水位快速升降与滑体滑动存在滞后期.     

渗透作用下滑坡-抗滑桩变形特征分析

基于Drucker-Prager模型,以马家沟滑坡为分析对象,从水平抗力、位移的角度出发,利用有限元分析软件ABAQUS对库水位波动时渗透力作用下滑坡发育过程中滑坡-抗滑桩不同位置处的变形规律进行了研究。研究表明：库水位波动时,抗滑桩土体水平抗力及位移随渗透力的增大而增大;0～60d,滑坡变形过程经历瞬间加卸荷变形、应力调整变形、应力稳步增长变形三个变形过程;0.5d～40d滑坡位移速率持续降低,滑坡处于减速蠕变阶段;40d～100d滑坡位移速率趋于稳定,滑坡处于等速蠕变阶段。滑坡位移速率趋于稳定时,土体的变形处于缓慢持续的状态,体现出马家沟滑坡的蠕滑特性;抗滑桩桩前、桩后水平抗力及位移呈现时间效应。     

三峡库区秭归县龙王庙滑坡稳定性评价及变形机理分析

龙王庙滑坡自2005年三峡水库156m蓄水诱发变形以来,一直处于动态变形过程中,属于典型的水库型滑坡.在地质分析的基础上,通过数值模拟,分析滑坡在各个库水位工况条件下的渗流场、位移场、应力场、塑性区.分析结果表明,首次库水高水位蓄水运行启动滑坡变形,变形量最大、位移速度最快发生在库水下降的中后期及下降后的稳定时期(具有一定的滞后性);龙王庙滑坡变形机制为蠕滑-拉裂型,成因上属于动水压力型滑坡;在库水和降雨的反复作用下,龙王庙滑坡前缘将不断塌岸,滑带塑性区将逐渐由前缘向后缘发展直至贯通,滑坡最终将解体、下滑.     

三峡库区兰陵溪滑坡形成机理及稳定分析

兰陵溪锚地是三峡坝上供载运易燃易爆危险货物船舶停泊的锚地之一,地处兰陵溪滑坡影响范围内,为评估滑坡对锚地的安全风险,对其进行致灾机理研究十分必要.本文利用滑坡变形监测数据、降雨量及库水位变化数据,运用Geo-Studio软件及MatDEM离散元软件,模拟分析了降雨及库水位下降不同工况对滑坡的影响,探讨了滑坡致灾机理及其稳定性.结果表明：该滑坡的破坏始发于坡脚,属于推移式滑坡,但随坡脚进一步破坏,带动滑坡坡体中、上部位产生变形,逐渐向牵引式滑坡转变.在不同降雨工况下,滑坡后缘都是受影响较大区域;而坡脚的变形破坏主要由库水位下降引起;中后段错动形成的多级平台及后缘张拉裂缝则与降雨和库水位密切相关.研究结论可为该滑坡的预报、预测提供参考,具有实际工程意义.     

库水位变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡变形机制

研究库水位动态变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡的变形机制,为库岸滑坡防治及库水调度提供帮助。以四川省大渡河某水电站开顶滑坡为例,通过野外调查资料、库水位及地面监测数据综合分析,研究滑坡结构及变形破坏特征;建立二维地质模型,利用离散元模拟蓄水前后陡倾顺层岩质滑坡变形响应过程,结合有限元进一步分析库水作用下岸坡稳定性变化规律。研究结果表明,岸坡特殊的地质构造和岩性是控制滑坡产生的主要因素,水库蓄水诱发了滑坡的变形,库水位变化进一步加速了变形进程。当库水位以4.8 m/d、3.84 m/d、1.92 m/d的速率上升时,坡体稳定性呈现先增后减的趋势;当以小于0.5 m/d的速率下降时,岸坡变形不明显,但稳定性急剧降低,极有可能增加变形速率,加剧变形,导致大范围失稳破坏。在水库调度过程中,为避免渗流作用对岸坡稳定性的影响,库水位变化应保持在较小的速率平稳运行。     

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.     

白家包滑坡变形影响因素定性及定量分析

确定库岸滑坡变形的主要影响因素,可以为库岸滑坡的防治提供更有效指导.本文以三峡库区白家包滑坡为研究对象,首先收集了白家包滑坡监测资料以及三峡库区库水和降雨资料;然后定性分析白家包滑坡累积位移变形阶段及特征,将该滑坡累积位移主要影响因素分为三类:降雨和库水的共同作用;主要为降雨作用;主要为库水作用;最后利用相对库水位、降雨量和累积位移相关系数,分别建立降雨和库水位对滑坡位移影响系数模型,定量计算出该滑坡变形主要影响因素,与定性分析结果进行对比.研究结果表明,白家包滑坡位移主要影响因素定量计算与定性分析的结果吻合度较高,准确率为84.62%,模型具有一定适用性,其方法也能为相关研究提供参考.     

水位变化诱发均质黄土库岸失稳试验研究

水库水位变化是影响黄土库岸稳定性的重要因素.以不同坡度的边坡模型为研究对象,定量测试了水位变化过程中边坡不同位置处土体的位移、强度、水头变化趋势,探讨了不同坡度的黄土边坡的失稳形态.试验结果表明:坡外水位上升导致岸坡土体软化,坡体整体沉降加大,坡体变形以浅层滑坡为主;水位下降过程中,坡体后缘出现横向张拉裂缝,坡体前缘逐步滑塌,坡角越大,坍岸现象越严重;水位下降阶段导致的土体抗剪强度下降要明显大于水位上升阶段;水的软化作用导致土体强度降低,沉降变形增大,水位骤降阶段土坡内外的压力差是导致土体发生滑塌的主要原因.     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析

水库型滑坡主要受水库蓄水、水位升降以及降雨等综合因素影响,稳定性差、变形机理复杂,同时其规模一般较大、危害性强;以三峡库首区域典型代表性水库滑坡-秭归谭家河滑坡为例,对丰富的专业监测数据进行了深入细致的分析,研究结果表明：滑坡主要受到库水位变动的影响,当库水位达到172 m时,滑坡开始产生较大的变形;由于长期库水位变动的影响,滑坡在高库水位和库水位下降时,位移速率较大,监测曲线形成阶跃,滑坡同时受到浮托减重效应和动水压力效应的影响.在库水位下降期,7d累积降雨量大于70 mm,以及在145 m低水位运行期,7 d累积降雨量超过170 mm,会对滑坡的变形产生明显的影响.     

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。