渗透系数与库水位升降对下坪滑坡稳定性的影响研究

在三峡水库运行过程中,库水位周期性涨落引起库区内滑坡稳定性发生变化,渗透特征是滑坡的内在属性,滑坡因渗透性的不同而导致其稳定性对库水变化的响应不同。根据万州库段水位统计资料,以三峡库区万州区下坪滑坡为模型,分析在4种不同数量级的渗透系数条件下的渗流场特征,研究在不同渗透系数下的滑坡稳定性变化规律。分析结果表明:该类型滑坡的稳定性变化与库水位的变化呈现高度的正相关;滑坡稳定性最差出现在库水位下降到最低水位时,且水位降速越快,滑坡稳定性越差;不同渗透条件下的滑坡稳定性随时间的变化规律基本一致,其变化率处在一定的波动范围内,保持在-2%~2%之间;滑坡稳定性的最大值和最小值都是随着渗透性的变大而变大;稳定性最小值与渗透系数的对数值表现为近似指数关系,稳定性最大值与渗透系数的对数值表现为近似对数关系。     

滑床渗透性对超覆型库岸老滑坡稳定性的影响

超覆型库岸老滑坡滑床前缘大多发育一砂卵石层,该砂卵石层的强渗透性将影响滑坡渗流场,从而影响滑坡的稳定性.以三峡库区万州中学老滑坡为例,在确定该滑坡中地下水作用模式为承压水含水层作用模式的基础上,假定砂卵石层的4种不同渗透系数,来研究在库水位波动条件下,滑床砂卵石层渗透性对滑坡稳定性的影响.分析表明,超覆型老滑坡砂卵石层的渗透系数不同,滑坡中浸润线也不同,渗透系数越小,浸润线越低,滑坡中地下水相对库水位的滞后效应越明显;库水位上升阶段、高水位运行阶段和下降初期,万州中学老滑坡各级滑坡的稳定性系数随砂卵石层渗透系数k2的增大而减小;库水位稳定在150 m时,老滑坡整体稳定性随k2的增大而增大,k2的变化对次级滑体和三级滑体的稳定性影响不明显.这对于库区老滑坡的复活和监测预警工程有较强的应用价值.     

动水压力型滑坡对库水位升降作用的响应以三峡库区树坪滑坡为例

三峡库区涉水型滑坡众多,库水位周期性涨落引起库岸滑坡岩土体物理性质的改变,还使得滑体内渗流场发生变化,进而影响滑坡体稳定性。为研究库水位升降作用对涉水边坡稳定性的影响,基于三峡库区重大涉水滑坡分类,对动水压力型滑坡进行分析。以三峡库区秭归县树坪滑坡为例,利用Geo-Studio软件的SEEP模块及SLOPE分别对滑坡渗流场与稳定性进行计算,分析不同滑体渗透系数及不同库水位升降速率对动水压力型滑坡的影响规律。结果表明:对于动水压力型滑坡,库水位上升过程中,地下水位线有下凹趋势,稳定性系数有所增大; 库水位下降过程中,地下水位线有上凸现象,且稳定性系数明显减小; 库水位升降速率越大,滑体渗透系数越小,库水位变动对滑坡渗流及稳定性影响越明显。     

库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响

三峡水库正常蓄水后, 库水位在175~145m之间周期性波动, 滑坡地下水渗流状态将会发生较大的改变, 可能导致滑坡失稳.因此, 研究库水位周期性波动下滑坡的稳定性具有十分重要的意义.提出了土水特征曲线的多项式约束优化模型和采用饱和-非饱和渗流数值模型.以赵树岭滑坡为例, 利用有限元数值计算了库水位在175~145m之间波动下地下水渗流场, 将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析, 探讨了库水位上升和下降对库岸滑坡稳定性的影响.研究表明: 多项式优化模型可以很好地拟合非饱和土的土水特征曲线; 库水位上升时滑坡稳定性系数总体逐渐增大, 库水位下降时滑坡稳定性系数总体逐渐减小; 无论是库水位上升还是下降到库水位155m时, 其稳定性系数最小; 同一库水位下, 库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.      

库水变动下堆积层滑坡加卸载响应规律与稳定性预测

三峡库区堆积层滑坡稳定性受库水位变动影响十分明显,库水变动下堆积层滑坡的演化过程与稳定性预测研究对防灾减灾具有重要的指导意义。基于库水变动与滑坡变形的响应关系,建立库水动力加卸载与位移速率响应耦合的加卸载响应比预测模型;建立库水变动与滑坡稳定系数的响应关系,进而确定库水变动下滑坡体的渗流场类型,并以滑坡稳定系数的变化率的正负来判断库水变动的加卸载作用。以黄莲树滑坡为例,预测其稳定性,并对预测结果进行验证。结果表明:黄莲树滑坡水平方向位移变化与库水变动存在响应关系,且响应具有明显的滞后性;库水变动下该滑坡的渗流场属于动水压力型,每个水文年中库水动力对滑坡有6个月为加载过程,1个月为卸载过程;滑坡监测点的加卸载响应比在2011年出现整体上升并大于1,揭示滑坡趋于失稳,对库水变动加卸载作用的响应加强。结论得到了宏观变形破坏迹象的验证,说明改进的加卸载响应比预测模型具有良好的预测效果。     

库水位骤降时的滑坡稳定性评价方法研究

三峡水库蓄水及水位波动,将极大地改变滑坡体内的水文地质条件,库水位骤降和暴雨入渗是导致滑坡的主要因素。库水位骤降时的滑坡稳定性评价是滑坡防治中的一个难题。根据三峡水库水位调控方案和库区滑坡地下水作用的力学模式,利用有限元模拟库水位从175 m骤降至145 m时的滑坡暂态渗流场。建立了渗透力作用下滑坡稳定性评价的不平衡推力法。研究表明：滑坡的渗透系数和库水位下降速度是影响滑坡稳定性的主要因素,当库区堆积层滑坡渗透系数小于0.864 m/d,库水位发生骤降为2 m/d。库水位骤降时滑坡稳定性降到最小的水位通常在175 m水位以下10～20 m处。其研究为库区 175 m水位滑坡治理提供了科学依据。     

三峡水库水位变动下的库岸滑坡稳定性评价

水库岸坡滑坡稳定性主要受库水位涨落的影响。由于库区水位变化可概化为二维非稳定流,地下水位变化可采用有限元模拟。三峡水库正常运行时的水位涨落速度在0.6～4.0m/d、高程145～175m之间变化,通过有限元法对库区的马家沟滑坡模拟表明:库水位和滑坡体内的地下水位同步升降,水力梯度很小,因此水位涨落对滑坡的影响主要是浮托力作用。在此条件下,采用Morgenstern-Price法对滑坡稳定性进行计算表明,随着水位上升,滑坡稳定性降低,水位上升到165m时,稳定性达到最小,水位再上升则稳定性增大,当滑坡完全淹没在水下时的稳定性高于未被淹没的情况,滑坡最终的稳定性按最小稳定系数评价。     

库水升降作用下浮托减重型滑坡稳定性研究

大坝建成后形成众多涉水滑坡。为研究库水位升降作用对涉水边坡稳定性的影响机制,基于重大涉水滑坡分类,针对浮托减重型滑坡,运用自主研制的滑坡模型试验系统,建立浮托减重型滑坡模型进行库水升降作用试验。试验结果表明,库水位升高,滑坡模型体内有效应力随之减小;库水位降低,有效应力随之增大。对于模型试验过程,运用Geo-studio软件进行渗流及稳定性计算,对照试验结果与数值模拟结果得出土压力及孔隙水压力渗流模拟变化情况与试验实测变化情况基本吻合。库水位上升阶段,滑坡稳定性系数随之减小;库水位下降阶段,滑坡稳定性系数随之降低。由此分析得出库水升降对浮托减重型滑坡稳定性的影响规律是：库水位上升引起滑坡体内阻滑段有效应力随之减小,导致滑坡稳定性降低;库水位下降引起滑坡体内阻滑段有效应力随之增加,使得滑坡稳定性提高。     

库水位升降条件下不同渗透性的滑坡体稳定性变化规律

库水位升降作用下不同材料滑坡体稳定性变化规律不同。选择代表三峡库区不同土体材料滑坡4个数量级的饱和渗透系数,采用Geostudio软件Seep/W和Slope/W模块,分析了三峡水库库水位升降作用下不同渗透系数滑坡体浸润线的分布规律及由此引起的滑坡稳定性变化规律,结果表明:库区涉水滑坡体稳定性的变化与滑坡体的渗透系数密切相关,在库水位上升阶段,随着滑坡体渗透系数逐渐变小,浮托力增大的速率变缓,指向坡内的渗压逐渐增强,滑坡稳定性系数有相对增大趋势。在库水位下降阶段,随着滑坡体渗透系数逐渐变小,浮托力减小的速率变缓,指向坡外的渗压逐渐增强,滑坡稳定性系数有相对减小趋势。     

库水升降对漩口滑坡稳定性的影响规律

库水位升降是加剧库区滑坡危险性的主要因素。以西南地区紫坪铺水电站漩口滑坡为例,借助Geo-Studio数值模拟软件,分析了库水位变化对滑坡渗流场及稳定性的影响规律,结合监测数据验证了受库水位影响滑坡稳定性的发展趋势。结果表明:通过滑体颗粒级配曲线和修正的Kovács模型所确定的饱和-非饱和渗流参数,能够很好地模拟滑坡渗流场变化。在库水位上升阶段,稳定性系数峰值随着库水位上升速率的增大而增大。库水位下降时,稳定性系数先减小到最低值后逐渐增大,最低值时间与库水位最低点的时间一致。库水位下降速率越快,滑坡稳定性系数越差。库水位升降主要对滑坡前缘稳定性造成影响。     

三峡库区滑坡的时空分布特征与成因探讨

三峡库区地质灾害频繁发生,地质历史上大型滑坡广泛发育。近年库区滑坡灾害有逐年增加趋势。这些滑坡形成的堆积体成因复杂,不能单纯从传统的外动力或内动力作用来解释,给库区灾害的防治工程带来了很大困难。三峡库区大型古滑坡主要沿长江干流和支流的深切河谷两岸分布,与河流发育演化史密切相关。15万年以来,长江三峡地区经历了新构造期以来抬升速率最快的一次构造幕,山原期夷平面上升了100m,河流强烈下切,形成高陡岸坡,卸荷效应显著;同时,该时期三峡地区的气候受到青藏高原环境变化的影响,在间冰期可能存在相似的暖湿古气候环境,降水极为丰富。三峡库区的大型古滑坡在新构造快速抬升时期广泛发育,并且与暖湿多雨期相对应,表明库区滑坡的发育演化是新构造运动和气候变化内外动力耦合作用的结果。     

全站仪免棱镜测量技术在滑坡变形监测中的应用

三峡库区地形复杂,滑坡众多,地质灾害频发。若能把全站仪免棱镜测量技术应用于库区地质灾害监测,将会大大降低使用全站仪开展监测的工作量,提高工作效率。文章简要介绍了全站仪免棱镜测量的基本原理和应用现状。在总结前人经验基础上,针对免棱镜测距基线短,误差较大的局限性,结合三峡库区地质灾害监测的具体要求,对测量方法进行了改进,提出了反射膜测量法。本文介绍了有关的实验,以及在三峡工程万州库区实际监测工作中持续半年的应用情况与获得的成果。最后,对反射膜测量法与常规有棱镜测量进行的对比观测做了初步分析。     

三峡工程库区移民迁建区地质灾害与防治

三峡工程移民总人口达120万人,移民迁建区地质条件复杂,地质环境容量极为有限,人地关系紧张,移民安置难度大。本文将三峡工程移民迁建区地质工作归结为地质条件的复杂性、地质工作的阶段性、地质认识的局限性、地质问题的长期性4个方面,并对三峡库区地质灾害临测预警工程的建设内容和运行方式进行了初步探讨。三峡库区地质灾害预警工程将按照“中央领导,分省负责,县为基础”的方针,在群测群防体系和专业技术体系相结合的基础上,以国家、省市和县区3级地质环境监测站为依托,采用现代化的计算机网络技术和群测群防手段,对库区以滑坡为主的地质灾害进行分批分级监测,三峡库区地质灾害预警工程将分4个阶段实施。最后,就三峡工程移民迁建区地质灾害防治工作提出了建议。     

滑坡预警判据初步研究--以三峡库区为例

在三峡库区典型地段滑坡灾害调查评价和统计分析的基础上,结合典型滑坡变形发展的阶段性变形现象、标志和临界诱发因素分析,初步提出3个层次的滑坡预警预报判据27条,包括:(1)滑坡空间预测识别判据11条,主要用于滑坡或潜在危岩体空间识别和危险性区划,是滑坡空间预测的基本判据;(2)滑坡状态判据7条,主要用于滑坡单体稳定性评价的亚临界-临界状态预警判据,是滑坡状态预警判据系统的重要组成部分;(3)滑坡临界时间预报判据9条,主要用于单体滑坡剧烈变形或临滑预报,是滑坡时间预报研究的关键判据.     

Baota landslide in the Three Gorges area and its OSL dating

Large old landslides are common in the Three Gorges area. Baota landslide, a large rockslide, is one of the largest landslides in the Three Gorges area. In the landslide body there are two terraces to be recognized. The two terrace deposits is not a two-grade terrace, but mainly remnants left by an occurrence of Baota landslide. Optically stimulated luminescence (OSL) dating suggests that the age of the terrace deposits is 38–32 kyr BP. The OSL ages along with other Thermoluminescence (TL) and Radiocarbon (¹⁴C) ages support the conclusion that the Baota landslide was originally triggered by strong precipitation occurred in a warm climate period of 30,000–40,000 years BP.     

千将坪滑坡动力学过程仿真模拟

滑坡体的失稳破坏是一个动态过程,动力学行为起着非常重要的作用。采用DDA方法对长江三峡库区千将坪滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究。模拟方案充分依据该滑坡的地质、地形特征,按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元划分,模拟了滑坡发生、发展的渐进破坏过程以及滑坡触发后的运动情况。模拟结果表明,千将坪滑坡是以斜坡坡脚的局部破坏为其运动的开始阶段,并进一步牵引上部滑体,在地下水压力作用下最终产生整体滑动。     

三峡库区典型滑坡变形与高水位涨落关系研究

从滑坡的基本概况、变形史和监测资料入手,应用定性分析的方法对三峡库区6个典型水库型滑坡进行了分析总结,得出滑坡自身的工程地质背景及其水文地质背景是导致该类型滑坡产生明显变形的主要内在因素,且该类型滑坡的变形具有空间分布特征和时间效应特征;认为库水位涨落及其涨落的速率和周期性是引发该类型滑坡产生明显变形的主要外在因素.     

长江三峡库区滑坡发育与河道演变的地质过程分析

据区域地质灾害调查,三峡库区发育有数以千计的滑坡.年代学研究表明,三峡地区的滑坡均发生于第四纪中更新世中后期,并具有明显的阶段性特征,滑坡的高发期大致为:(41~37)×104 aBP、(31~27)×104 aBP和(17~5)×104 aBP.滑坡发育与区域新构造抬升和河流地貌形成的地质过程相一致,且主要发生在第四纪的间冰期,表明滑坡与构造抬升、气候变暖、长江河道快速下切贯通发展具有一定的耦合关系.三峡地区尚未发现年龄超过54×104 aBP的滑坡,据此推测长江贯通三峡的时间可能在早更新世.      

Dynamic features and effects of rainfall on landslides in the Three Gorges Reservoir region, China: using the Xintan landslide and the large Huangya landslide as the examples

The study area is located in Three Gorges Reservoir region, China. Over 200 landslides have been monitored over a number of years with their behavior being compared to the effective rainfall database for the study area. Analysis of the available data indicates that the occurrences of landslides in this region are controlled by rainfall, whose intensity and rainfall processes are the most important dynamic factors in determining the stability of slopes. Therefore, the relationship between rainfall and the movement of typical landslides has been specifically analyzed for the Xintan landslides and the large Huangya landslide by using the loading/unloading response ratio parameter of rainfall. The result of this study indicates that the mutation of the loading/unloading response ratio of rainfall of the Xintan landslide and the large Huangya landslide in the Three Gorges Reservoir region, China occurred just before their destabilization, which shows that the loading/unloading response ratio of rainfall and its changing feature can be taken as a precursor for the landslides induced by rainfall.     

Establishing a monitoring network for an impoundment-induced landslide in Three Gorges Reservoir Area, China

A methodology for monitoring system of an impoundment-induced landslide in Three Gorges Reservoir Area, China is introduced. Currently, based on landslide geological classification, the monitoring regions and methods which include types of monitoring instruments, placement and calibration precision of instruments, and appropriate periods for instrumental placement is confirmed. To optimize the monitoring system, sensitivity analysis of displacements and the water table in landslides affected by reservoir surface fluctuation is completed to determine the layout of the monitoring cross sections and the monitoring points. As a case study, the behavior of displacements and the potential fluctuation of the water table in the Shiliushubao landslide, produced by the gradual water impoundment at Three Gorges Reservoir, has been simulated using 3D finite element method analysis. The sensitivity analysis of Shiliushubao landslide is investigated by the fuzzy set evaluation method. As a result, the monitoring network of Shiliushubao landslide is established.