三峡库区藕塘滑坡复活机制及治理措施研究

论文摘要

三峡库区自蓄水以来,降雨入渗及周期性库水位涨落诱发诸多古滑坡复活变形。库区古滑坡复活变形特征多呈阶跃状,此类古滑坡稳定性状态预判难度较大。三峡库区大量城镇或企事业单位坐落于古滑坡体上,其复活变形可能会带来巨大的经济损失或人员伤亡,因此对古滑坡复活机制的研究及治理是亟需解决的问题。以三峡库区藕塘滑坡为研究对象,围绕库区古滑坡形成机制、复活变形机制及治理措施等方面展开研究工作。基于现场调查、地质勘查资料以及长达六年的现场监测数据分析结合数值模拟方法主要研究了以下几方面内容:根据现场勘查资料、长期监测数据及研究区域地形地貌推断出了藕塘滑坡历史形成机制;根据现场监测数据及数值计算结果对比分析研究了库区古滑坡复活变形机制;通过数值模拟方法研究了作者提出的新型排水抗滑桩在古滑坡治理中作用机制及经济优势。本文研究主要成果包括以下几部分:（1）基于对现场地质条件以及变形监测数据分析,并结合滑坡岩土体电子磁旋共振试验结果,得出藕塘滑坡整体可分为三个次级滑体,且每级滑体都存在独立滑动面。各次级滑体形成年代不同,一、二、三级滑体形成年代距今约120-130 ka、65-68 ka、47-51ka（千年）,综合以上研究内容提出藕塘滑坡分级形成且过程各异的推论。（2）通过分析藕塘滑坡各次级滑体地下水位、滑体深部位移、地表位移与降雨入渗及库水位周期性涨落时间关系,得出藕塘滑坡呈阶跃状复活变形规律,且藕塘滑坡不同区域复活变形主控因素不同,滑坡前部变形主要受库水位周期性升降影响,而藕塘滑坡中后部复活变形则主要受降雨入渗条件影响。（3）通过数值模拟所得降雨入渗单因素、周期性库水升降单因素及降雨-库水耦合作用下藕塘滑坡内部渗流场及变形特征,揭示了降雨入渗及库水位升降对滑坡复活变形影响机制。降雨入渗对边坡影响归结为两方面:1)静水压力:降雨入渗导致二、三级滑体孔隙水压力大幅增加,滑体有效应力下降从而引起岩土体强度降低;2)动水压力:降雨引起的渗流场中滑体中后部内孔隙水流动速率明显高于滑体前部,后缘孔隙水流动对岩土体产生的渗透力同样较大,另外后缘滑体厚度较小,孔隙水对滑坡岩土体侵蚀冲刷作用更为明显。以上两方面原因导致降雨工况下藕塘滑坡二、三级滑体区域变形速度较快。长期周期性库水位波动使得消落带位置岩土体强度参数下降且库水侵蚀冲刷使得消落带滑体内部“掏空”,又因为库水下降造成坡体内产生指向坡脚的渗透力,最终导致藕塘滑坡前缘发生复活变形,且越接近坡体表面变形越明显,局部位置岩层发生崩塌现象。（4）提出一种新型半空心排水抗滑桩边坡加固方法,该型桩主要是通过将滑体内地下水排出坡体,进而减弱降雨及库水波动条件下滑体内孔隙水静力及动力学效应,从根本上降低库区古滑坡复活变形速度,最后采用数值模拟方法,阐述了该型排水抗滑桩边坡加固机制及相比普通抗滑桩的加固优势。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
•   1.1 选题背景以及研究意义
•   1.2 国内外研究现状以及存在问题
•     1.2.1 库区古滑坡形成机制
•     1.2.2 库区古滑坡复活机制
•     1.2.3 库区古滑坡治理措施
•     1.2.4 存在问题
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 2 藕塘滑坡工程地质背景及形成机制分析
•   2.1 区域地理地质背景
•     2.1.1 自然地理
•     2.1.2 构造背景
•     2.1.3 水文地质特征
•   2.2 藕塘滑坡工程地质条件
•     2.2.1 地形地貌
•     2.2.2 地质构造
•     2.2.3 地层岩性
•   2.3 藕塘滑坡地质结构特征
•     2.3.1 滑床
•     2.3.2 滑带
•     2.3.3 滑体
•   2.4 滑坡形成过程分析
•   2.5 本章小结
• 3 藕塘滑坡变形特征及影响因素分析
•   3.1 滑坡复活变形现象
•   3.2 滑坡监测数据分析
•     3.2.1 滑坡地下水位分析
•     3.2.2 滑坡深部位移分析
•     3.2.3 滑坡地表位移分析
•   3.3 滑坡复活变形影响因素分析
•     3.3.1 库水位波动
•     3.3.2 周期性降雨
•   3.4 本章小结
• 4 降雨-库水耦合作用下藕塘滑坡复活机制数值模拟研究
•   4.1 离散元数值模拟方法及模拟方案
•     4.1.1 UDEC数值模拟软件简介
•     4.1.2 数值模拟方案
•   4.2 数值模型建立及参数确定
•     4.2.1 模型建立
•     4.2.2 参数确定
•   4.3 降雨对滑坡复活机制影响规律研究
•     4.3.1 降雨对古滑坡物理性能影响规律总结
•     4.3.2 降雨作用下斜坡渗流场分析
•     4.3.3 降雨作用下斜坡位移场分析
•   4.4 库水升降对滑坡复活机制影响规律研究
•     4.4.1 库水升降对古滑坡物理性能影响规律总结
•     4.4.2 库水作用下斜坡渗流场分析
•     4.4.3 库水作用下斜坡位移场分析
•   4.5 降雨库水耦合作用对滑坡复活机制影响规律研究
•     4.5.1 降雨-库水耦合作用下斜坡渗流场分析
•     4.5.2 降雨-库水耦合作用下斜坡位移场分析
•   4.6 本章小结
• 5 排水抗滑桩在库区古滑坡灾害治理中的应用
•   5.1 新型排水抗滑桩
•   5.2 数值模拟方案
•   5.3 数值模型建立及参数确定
•   5.4 数值模拟结果分析
•     5.4.1 边坡未加固数值结果分析
•     5.4.2 非排水抗滑桩加固数值结果分析
•     5.4.3 排水抗滑桩加固数值结果分析
•   5.5 排水抗滑桩边坡加固方案优化设计
•     5.5.1 排水抗滑桩数量优化
•     5.5.2 单排排水抗滑桩空间位置优化
•   5.6 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 全文结论
•   6.2 本文创新点
•   6.3 今后展望
• 参考文献
• 附录
•   A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
•   B 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录
•   C 学位论文数据集
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 匡希彬

导师: 黄达

关键词: 库区古滑坡,水文因素,形成机制,复活机制,滑坡治理

来源: 重庆大学

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,水利水电工程

单位: 重庆大学

分类号: TV697.23;P642.22

DOI: 10.27670/d.cnki.gcqdu.2019.000467

总页数: 111

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