库水作用下青杠坪巨型滑坡复活机理研究

论文摘要

溪洛渡库区蓄水过程中,导致了大量岸坡的变形及破坏,其中青杠坪巨型滑坡就是最为典型的库水作用下复活的滑坡之一,该滑坡于2014年4月24日复活,近300万m3的堆积体滑入金沙江中,损毁大量房屋、公路、水池水窖和水管等,严重威胁到当地居民的生命财产安全。本文在实地调查与收集库区蓄水前后至滑坡复活前后各时间段内斜坡体变形破坏特征的基础上,结合斜坡体实际位移监测资料、InSAR对斜坡体的变形监测数据,辅以室内外试验获取青杠坪滑坡表层堆积体物理力学特性,详细叙述了青杠坪滑坡变形破坏特征及其演化过程,并对滑坡体变形进行了分区分析,然后采用QUAKE/W与SLOPE/W耦合模拟2014年4月5日永善地震对青杠坪滑坡稳定性的影响,再使用SEEP/W与SLOPE/W耦合模拟降雨及库水升降对斜坡体稳定性的影响,深入分析青杠坪滑坡的复活机理。最后使用FLAC3D模拟后期库水于540m600m高程不断升降的过程中斜坡体位移及稳定性的变化,对青杠坪滑坡变形演化趋势进行分析,最终得到如下结论:（1）青杠坪滑坡为一巨型古滑坡,在历史上曾发生过多次滑动,滑体表层为洪积物,为玄武岩为主的碎砾石层,分布于青杠坪平台上,厚6.0673.50m;以下为泥页岩碎块石为主的滑坡堆积,厚度37.73220.00m;滑带结构较密实,厚1.105.33m,为挤压十分紧密泥页岩碎屑、角砾夹泥;滑床为志留系泥页岩。（2）青杠坪滑坡强变形区范围为中部陡坎坡脚（高程940m）以下区域;陡坎以上至青杠坪滑坡后缘即为弱变形区,随着时间的推移,强变形区有逐渐向陡坎上部转移的趋势。库水作用下前缘复活体位于强变形区中部靠右,其斜长约450m,横宽约300m,滑体厚8.535m,体积约300万m3,滑体为含碎石角砾土,厚8.535m;滑带为角砾土夹粉质黏土,厚度0.20.3m,滑床为含碎石角砾土。（3）室内外试验结果显示:（1）青杠坪滑坡表层堆积体孔隙率0.69、结构中密,整体级配良好;平均渗透系数为6.94×10-2cm/s,为中-强透水介质。（2）斜坡体含碎石角砾土黏土矿物含量少,易溶于水的矿物含量低,多为微溶、难溶的矿物,水对矿物成分的影响有限。（3）土体抗剪强度指标与含水率的关系:c=0.0417ω2-2.92ω+68.86,?=0.494ω+37.12。（4）土体抗剪强度指标与干湿循环次数n的关系:c=0.00457n2-0.367n+27.0486,φ=-0.166n+26.78。（4）蓄水前青杠坪滑坡处于稳定状态,斜坡体局部形变主要由于降雨及灌溉导致。水库蓄水后,前缘复活体稳定性有一定程度的波动,整体来说逐渐降低。前期降雨及2014年4月5日永善发生的5.3级地震对青杠坪滑坡前缘局部的复活有一定促进作用,但仅使得坡体局部地区产生拉裂缝,不至于产生大规模的复活滑动,相比遇水后水岩间的化学作用、物理作用来说,后期库水自560m快速下降（0.8m/d）至540m的过程中,产生的力学作用（渗流潜蚀）是导致青杠坪滑坡前缘复活的直接原因。（5）库水位稳定于540m与600m高程条件下,青杠坪滑坡整体稳定,仅消落带上方高程640690m处中倾下游的巨型块石上部产生拉张裂缝,裂缝宽度（位移量）为0.112.24cm。（6）数值模拟结果显示不同干湿循环次数下,斜坡体变形部位均主要集中在青杠坪滑坡已复活部位的前缘、左侧及后缘3个区域,向后延伸至强变形区后缘陡壁高程约930m处,位移量均在高程640690m处中倾下游的巨型块石上部集中。随着干湿循环次数n的增加,坡体堆积体变形裂缝逐渐加大,稳定性系数不断降低。当n=35时,消落带以上780930m高程范围及巨型块石上部位移集中部位的堆积体将发生滑动,青杠坪滑坡将再次复活,按照库水循环1次/年的频率,自2014年4月24日起约35年后,即2049年左右,滑坡将再次发生滑动,如果库水升降较为频繁,加上降雨、地震及人类工程活动的影响,这一进程将有所提前。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 滑坡失稳机理研究
•     1.2.2 库水位升降作用下岸坡变形及稳定性研究
•     1.2.3 数值模拟分析方法的应用
•     1.2.4 In-SAR技术在滑坡变形监测中的应用
•     1.2.5 存在的问题与不足
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究思路与技术路线
• 第2章 研究区自然地质环境
•   2.1 气象、水文
•   2.2 地形地貌
•   2.3 地层岩性
•   2.4 地质构造
•   2.5 新构造运动与地震
•   2.6 水文地质条件
•   2.7 人类工程活动
• 第3章 青杠坪滑坡基本特征研究
•   3.1 地貌形态及边界特征
•   3.2 变形破坏特征及监测分析
•     3.2.1 库区蓄水前后青杠坪滑坡变形破坏特征
•     3.2.2 青杠坪滑坡复活后坡体位移监测分析
•     3.2.3 基于SBAS-InSAR技术的研究区形变分析
•     3.2.4 青杠坪滑坡变形规律及分区研究
•   3.3 滑坡体结构特征
•     3.3.1 滑体特征
•     3.3.2 滑带特征
•     3.3.3 滑床特征
•   3.4 岩土体物理力学性质特征分析
•     3.4.1 筛分试验研究
•     3.4.2 双环渗透试验研究
•     3.4.3 不同含水率强度试验研究
•     3.4.4 干湿循环强度试验研究
•     3.4.5 矿物成分分析试验研究
•   3.5 本章小结
• 第4章 库水作用下青杠坪滑坡复活机理研究
•   4.1 库水作用机理及渗流理论
•     4.1.1 库水变化时的水岩作用
•     4.1.2 饱和-非饱和岩土体的渗流基本理论
•   4.2 库水作用下滑坡堆积体渗流场模拟
•     4.2.1 模型的建立
•     4.2.2 参数的选取
•     4.2.3 边界条件设置
•     4.2.4 模拟工况的设定
•     4.2.5 模拟结果分析
•   4.3 库水升降过程中滑坡稳定性演化规律
•     4.3.1 稳定性计算模型
•     4.3.2 稳定性计算参数
•     4.3.3 滑坡稳定性演化规律分析滑坡稳定
•   4.4 斜坡体地震动力响应分析
•     4.4.1 模型的建立
•     4.4.2 参数的选取
•     4.4.3 边界条件的设置
•     4.4.4 模拟工况的确定
•     4.4.5 模拟结果分析
•   4.5 地震对滑坡体稳定性影响分析
•   4.6 降雨对斜坡体稳定性影响分析
•     4.6.1 模型的建立
•     4.6.2 参数的选取
•     4.6.3 边界条件的设置
•     4.6.4 模拟工况的确定
•     4.6.5 模拟结果分析
•   4.7 本章小结
• 第5章 青杠坪滑坡堆积体演化趋势研究
• 3D简介及基本原理'>  5.1 FLAC^3D简介及基本原理
• 3D软件简介'>    5.1.1 FLAC^3D软件简介
• 3D本构关系'>    5.1.2 FLAC^3D本构关系
•   5.2 计算方案与参数选取
•     5.2.1 计算模型建立
•     5.2.2 计算参数的选取
•     5.2.3 监测点的布置
•     5.2.4 模拟方案
•   5.3 数值模拟结果分析
•     5.3.1 稳定蓄水位下青杠坪滑坡稳定性分析
•     5.3.2 库水长期作用下斜坡体稳定性分析
•   5.4 本章小结
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周强

导师: 冯文凯

关键词: 青杠坪滑坡,库水升降,地震作用,复活机理,数值分析,稳定性发展

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 成都理工大学

基金: “乌蒙山区碳酸盐岩区典型崩滑灾害成因机理物理与数值模拟”项目

分类号: P642.22

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000256

总页数: 128

文件大小: 19093K

下载量: 60