三峡库区典型堆积层滑坡变形滞后时间效应研究

堆积层滑坡是三峡水库运行过程中的重要地质灾害,其变形演化往往滞后于库水位的变化,表现出时间滞后效应,给滑坡灾害精准预测和灾害警情准确发布造成极大困扰。采用集对分析法并结合层次分析法,构建了滑坡加权位移向量计算模型,在滑坡加权位移演化与库水位波动相互关系定性分析的基础上,寻找滑坡加权位移与库水位变化速率相关性达到最大时的平移步数,从而计算出滑坡变形滞后于库水位变化的时间。以三峡库区典型堆积层滑坡——树坪滑坡为例,在分析滑坡变形演化规律基础上,分别选取2012年、2013年、2014年汛雨期地表位移与库水位下降速率的监测数据开展滑坡变形滞后时间研究。研究发现:当库水位下降速率小于等于0.43 m·d-1时,树坪滑坡变形滞后时间大于等于5 d;当库水位下降速率在0.43 m·d-1到0.7 m·d-1之间时,树坪滑坡变形滞后时间在2 d到5 d之间;当库水位下降速率大于等于0.7 m·d-1时,树坪滑坡变形滞后时间小于等于2 d;随着库水位下降速率不断增大,树坪滑坡变形滞后时间不断缩短。通过分析滑坡不同空间位置监测点的滞后时间,发现越靠近滑坡体前缘变形滞后时间越短,当库水位下降速率在0.43 m·d-1到0.7 m·d-1之间时,滑坡前缘变形滞后时间在2.4 d到5.4 d之间,滑坡中部的变形滞后时间在3.4 d到5.6 d之间,滑坡前缘和中部的变形滞后时间差在0.2 d到1.4 d之间。研究成果可以为树坪滑坡的监测预警防治工作提供参考,对重大水利工程涉水滑坡监测预警具有一定借鉴意义。     

基于颗粒流模拟的堆积层滑坡过程分析

基于颗粒流离散元程序模拟了堆积层滑坡变形破坏及滑动的全过程。结合现场地质调查资料,总结了拜殿乡Ⅰ号滑坡的成因机制及影响因素,分析表明该滑坡是在内外因共同作用下的结果,其主要原因是滑体物质松散,雨水入渗形成软弱滑动带,导致坡体的变形滑动。采用数值试验确定土体细观参数与宏观力学性质的关系,建立拜殿乡Ⅰ号滑坡数值模型,考虑降雨对滑带土强度的软作用化,对滑坡变形破坏及滑动全过程进行了模拟。模拟结果表明：滑带土强度降低后坡脚出现剪切破坏集中区,后缘处出现拉张裂破坏集中区,随着坡体缓慢的蠕动变形,坡脚的裂隙范围逐渐扩大,坡体中后缘出现多条拉张裂隙;根据滑体的运动速度将滑动过程分为蠕动变形、滑动加速、滑动减速和缓慢堆积4个阶段;滑坡滑动情况和最终堆积状态表明拜殿乡Ⅰ号滑坡严重威胁龙潭村小学及乡村公路的安全,模拟结果对该滑坡的工程治理具有重要的指导价值。     

基于颗粒流方法的堆积层滑坡运动过程模拟

以颗粒流离散元为研究方法对勉县杨家湾十组堆积层滑坡破坏方式与运动过程进行数值模拟研究。通过PFC^2D双轴模拟试验所标定的岩土体宏观模拟参数与室内试验所获取的宏观实测参数进行对比,确定堆积层滑坡所需的颗粒细观参数,然后将标定的细观参数代入堆积层滑坡模型,对滑坡破坏方式及运动过程进行模拟研究。结果表明：滑坡破坏在初始阶段蠕滑变形累积,滑坡体挤压坡脚,直至坡脚产生剪切破坏,并向上牵引发展,使得滑坡整体顺接触面破坏下滑并堆积于坡脚,表现为典型的牵引式渐进破坏,结果与实际情况基本吻合。研究认为,采用颗粒流方法对堆积层滑坡破坏与运动过程的模拟研究具有较高的适用性,对该类滑坡防治具有一定的参考意义。     

考虑地下水作用的滑坡时间预测研究

结合三峡库区堆积层滑坡的具体情况讨论了地下水对滑坡的物理化学和力学作用,论证了地下水物理化学作用对三峡库区松散堆积层滑坡稳定性的影响远小于地下水动力作用对滑坡稳定性的影响.在此基础上,引入总压力水头,提出将地下水对滑坡的各种力学作用简化为总压力水头,结合加卸载响应比方法的思路,分别建立了基于库水位涨落和降雨影响的滑坡预...     

关键影响因子作用下三峡库区堆积层滑坡分布规律及变形破坏响应特征

三峡库区崩滑地质灾害频发,堆积层滑坡是最常见的滑坡类型.在分析三峡库区145处库岸堆积层滑坡资料基础上,选取地形地貌、地质岩性和斜坡构造作为控制因素、降水和库水波动作为主要诱发因素,探究堆积层滑坡在上述关键影响因子下的分布发育规律及变形破坏响应特征,阐明内在机理,结果表明:(1)受区域地质构造和基岩地层岩性显著控制,滑...     

堆积层滑坡水动力位移耦合预测参数及其评价方法研究

在系统分析滑坡的物质组成和失稳动因的基础上,分析和研究了地下水在滑坡稳定性演化过程中的卸载与加载动力作用及其位移响应规律和特点。从非线性系统动力学角度,提出了运用地下水卸加载动力与位移响应耦合预测参数来评价边坡稳定性演化规律与失稳特征,即以地下水位变化量作为堆积层滑坡的卸加载动力参数,以相应的位移作为其卸加载响应参数,建立和确定了地下水卸加载动力与位移响应比预测参数与评价模型。同时,运用损伤力学基本原理,建立了其卸加载响应比与坡体损伤变量和稳定性系数的定量关系以及失稳判据。以三峡库区典型堆积层滑坡分析为例,运用地下水动力与位移耦合预测模型对其稳定性进行了分析与评价,发现地下水动力位移耦合预测参数变化与边坡稳定性实际动态演化规律基本吻合。研究成果表明,所确定的参数是水诱发型堆积层滑坡的一种有效位移动力评价参数,可运用该参数对该类滑坡的动态稳定性进行实时监测预警与评价。     

基于NMR的库区滑坡三维稳定性数值模拟

传统的勘探、测试手段, 难以获取可靠的滑坡岩土体水文参数, 直接影响滑坡研究的建模、评价工作.应用核磁共振找水方法并结合其他方法建立滑坡三维地质模型, 并提出基于NMR技术的库区滑坡稳定性研究思路.以赵树岭滑坡进行测试, 获取了岩土体的水文地质参数数据, 确定出该滑坡具有两层地下水, 上部潜水含水层, 下部微承压含水层; 具有两层滑面.该技术的分析结果与钻孔数据吻合较好, 可为建立符合实际的滑坡模型提供可靠依据.利用自编渗流-应力耦合有限元程序和ANSYS进行了145 m、175 m及175m降至145 m滑坡的稳定性模拟.结果表明: 145 m及175 m水位, 该滑坡整体处于稳定状态, 前缘随水位抬升局部破坏范围扩大; 175 m降到145 m时, 坡整体稳定性接近极限状态.且滑坡后缘局部位置出现小规模变形破坏的可能.      

工程开挖活动诱发堆积层滑坡变形机理及加固效果分析

位于川西高原雅砻江两河口水电站库区的杜米村移民安置点由于切坡建房,诱发后山斜坡强烈变形,威胁移民安置点和S220省道安全。首先,基于现场调查、测绘、钻探、槽探等勘查手段,查明了滑坡发育的工程地质条件和变形特征;通过对滑体和滑带土开展室内直剪、反复剪试验,以及对滑床基岩进行抗压强度试验,结合反分析,合理确定了滑坡稳定性计算参数。然后,采用有限元程序Phase2建立滑坡数值计算模型,模拟再现了滑坡在开挖前、开挖后、降雨后的应力、变形特征和稳定性变化过程,在此基础上分析了滑坡的变形机理。研究认为：不良的地形地貌、地质结构和地下水是滑坡发生的内在因素,坡脚开挖是滑坡变形启动的诱发因素,后期持续降雨入渗是滑坡变形加剧直至失稳破坏的直接因素;开挖导致滑体前缘抗滑力降低、滑带和开挖边坡坡脚产生剪应力集中是滑坡变形启动的力学机制,而饱水和持续剪切变形导致滑带土强度不断衰减接近饱和残余状态是滑坡变形加剧的本质原因;滑坡的变形破坏模式为牵引式蠕滑-拉裂。最后,采用有限元强度折减法对加固治理后的滑坡稳定性进行了计算分析。结果表明：天然条件下滑坡变形主要出现在桩后填土,降雨条件下变形范围扩大至强变形区,地震条件下变形范围进一步扩大至整个滑坡范围;三种工况下滑坡的稳定系数均能达到设计要求,表明加固设计方案和工程结构参数是合理的。研究成果可为类似滑坡工程案例的机理研究及防治提供参考。     

万州近水平地层区堆积层滑坡成因与变形破坏特征

近水平地层区堆积层滑坡作为一类典型的滑坡,有其特殊的成因与变形破坏特征。文章在研究万州近水平地层区堆积层滑坡的基础上,详细分析了其物质来源、结构成因、形成模式以及变形破坏特征。通过总结万州堆积层滑坡的滑体和滑床特征,得出了近水平地区堆积层滑坡的物质来源和结构成因为:崩塌堆积为主,冲、洪积为辅;形成模式为:后部陡壁形成,滑床形成,滑体底部物质形成,滑体土石混合体形成,滑体表层物质形成,滑动解体等6个阶段。变形破坏特征为:滑动多沿堆积层和基岩接触面滑动,同时也会沿软弱夹层发生滑动;滑体存在多层剪切带,并在不同位置的剪切带其变形速率和累计变形量差别较大,滑体存在着差异变形,对此文章结合实例进行了分析。     

三峡库区土门子滑坡变形破坏机制分析

在研究土门子滑坡地质环境和变形特征的基础上,对滑坡的成因机制、变形破坏模式及起动机制进行了分析。结果表明,该滑坡为前缘牵引后缘平推式,现处于整体蠕动变形局部滑移阶段,持续强降雨是诱发其失稳破坏的主导因素,针对滑坡体可能沿多个剪出口发生变形破坏等特征、提出了相应工程防治建议,对指导该类工程的设计和施工具有参考意义。     

基于非平稳时间序列分析的滑坡变形预测

滑坡的位移监测资料通常可用来预测滑坡的变形发展趋势,位移的发展反映了滑坡的变形过程.为了预测在现有条件持续情况下的滑坡变形趋势,将滑坡位移监测数据视为非平稳时间序列,应用时间序列分析方法,建立了滑坡变形趋势的预测模型.以三峡库区秭归县白水河滑坡为例,通过对变形预警区监测点位移实测时间序列的分析,取监测点ZG93和XD-04为代表,建立了时间序列预测模型,从第17个月开始向前做6步预测,分析预测曲线与实测曲线之间的关系,并计算预测误差,结果显示除个别数据点之外,预测误差均在±9%以内,曲线吻合较好,说明所建模型效果良好,从而为判断白水河滑坡未来的变形发展趋势提供了可靠的理论依据.     

利用粗糙集的滑坡分阶段位移预测方法——以白家包滑坡为例

为解决大数据量下滑坡的位移数值精确预测,采用数据挖掘技术对滑坡多源监测数据进行预处理,进而采取粗糙集理论对输入变量集进行定量评价、约减并完成滑坡变形阶段预测,在此基础上利用不同算法进行滑坡变形位移数值预测。实验显示,粗糙集对滑坡变形阶段划分的准确度达到96.5%,在此基础上利用分类回归树预测滑坡位移的精度达到6.5 mm。结果表明,分阶段的位移预测方法是可行的,其提供的预测精度显著优于普通方法并且达到了工程应用的需求。     

再论“滑坡群”——以三峡库区为例

在前人有关地质灾害的研究中,滑坡地质灾害以群体式出现的专业术语有"滑坡群"和"滑坡带"两种,但对其内涵的认识存在模糊性和局限性,缺乏层次性,多数情况下其只是对多个滑坡聚集的简称,没有体现出对地质灾害研究的指导意义。本文修正了"滑坡群"的概念,丰富了"滑坡群"的内涵,将"滑坡群"与相同的局部构造、活动构造相联系,使"滑坡群"内部的个体滑坡、相同新构造活动区域"滑坡群"之间的对比成为可能,实现了基础地质研究与灾害地质研究的有机结合。在此指导下提出了"滑坡群"评价方法,包括局部构造样式以及形成机理、局部构造与地质灾害空间演化规律、"滑坡群"内部个体滑坡对比,并建立了"滑坡群"时空演化模式,为预测滑坡破坏过程提供依据。     

三峡库区曾家棚滑坡监测技术及失稳比较分析

曾家棚滑坡属于三峡库区较少失稳的滑坡之一,有过9年的专业监测史,包括地表变形、深部位移等多种监测手段。通过多年的监测经验,结合滑坡的实际变形失稳过程,对各种监测方法的实用性和科学性进行分析和评估,为后续同类型滑坡监测工作提供科学依据,使资源利用更加集中、合理,并对以后的监测方案设计提出建议。     

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.     

三峡水库运行条件下金乐滑坡稳定性评价

三峡水库运行后,水库水位每年将在145m～162m～175m间波动,库水位的浸泡软化作用及水位升降引起的地下水位的波动将会降低库岸岩土体的抗剪强度,影响已有滑坡的稳定性.因此,在实际水库运行条件下滑坡的稳定性是目前迫切需要研究的重要课题.针对库区大型复杂滑坡——金乐滑坡,分析了该滑坡的工程地质条件和形成机制;建立了二维有限元计算模型并选择合理的岩土力学参数;利用英国帝国理工学院ICFEP有限元软件,依据水库实际运行曲线,在一年时间内分7种不同的模拟状态进行了模拟.结果表明:(1)金乐滑坡在天然状态下处于稳定状态;(2)库水位上升状态下,滑坡前缘稳定性较相应的稳定水位状态较好;(3)水位下降状态,滑坡前缘将出现破坏,特别是162m下降至145m时,滑坡前缘出现破坏,存在中前部渐进破坏的可能;(4)金乐滑坡变形破坏形式为牵引渐进式,在一个水位波动周期内不存在整体滑移的危险.建议对滑坡前缘进行治理.     

洞坪水库大沟湾滑坡体变形机制

大沟湾滑坡是瞿家湾滑坡群中相对高差最大的滑坡体, 洞坪水库蓄水后滑坡体产生了较大变形且变形机制表现出一定的特殊性.野外调查研究表明: 蓄水前该滑坡体稳定性良好; 蓄水至452m后, 滑坡后缘堆积体与基岩交界处产生贯通滑坡两侧冲沟的连续裂缝, 剪出口位于整个滑体中部580m高程附近, 由于下部坡体的抗滑作用而使整个坡体仍处于稳定状态; 蓄水至488m后, 从整个滑体前缘到570m高程附近又形成另一滑坡体, 与先前上部滑坡呈梯级分布, 分析得出大沟湾滑坡为上部牵引-下部推移的复合式滑坡, 两个滑坡共同作用导致整个滑体发生明显变形.分析并利用FLAC3D模拟再现整个变形过程, 对滑坡体变形破坏机制做出了很好解释.      

三峡库区典型滑坡地质与地球物理电性特征

滑坡属于地质灾害中的重要灾种之一,查明滑坡区的地质与地球物理特征,对分析滑坡形成机制、评价滑坡稳定性具有重要意义。鉴于此,本文将高密度电法引入三峡库区腹地万州区滑坡地质调查中,在区内四方碑滑坡、塘角1号滑坡和麻柳林滑坡进行地球物理探测工作,并结合钻孔资料对实测结果进行对比验证。实测结果表明：在地形复杂地区开展地球物理探测工作,通过数据反演与分析,可获取滑坡体地层结构及滑移面;结合相关地质资料,通过对比解译,可弥补单纯依靠钻孔信息来确定滑移面形态的不足;3个典型滑坡区地球物理实测资料揭露滑坡体和滑床地球物理电性特征表现为,由崩坡积物、第四系粉质黏土以及含水碎石块组成的滑坡体电阻率低于40 Ω·m,而由砂岩与泥岩组成的滑床电阻率高于40 Ω·m,高密度电法对基岩滑坡和土质滑坡都能获取较好的结果。