三峡库区塌岸预测新方法——岸坡结构法

水库塌岸是三峡库区重大地质灾害之一.通过三峡库区数百段库岸的塌岸地质现场调查和预测分析的基础上,提出了类似三峡这种山区河道型水库的塌岸预测新方法--岸坡结构法(RBSM),并给出了详细的图解方法和预测步骤.同时,开展了二滩、宝珠寺和龚咀三个运行中的类比水库和三峡水库(139m蓄水)的塌岸预测检验,验证结果表明该方法适宜于三峡水库以及类似的山区河道型水库塌岸预测,从而为水库塌岸预测与防治工程提供重要依据.     

利用稳态坡形类比法预测基岩岸坡的库岸再造

水库库岸再造是水利水电工程中经常遇到的工程地质问题之一.依据库岸地质结构和岩性组合, 划分出工程地质条件相近的库岸段, 与工程地质条件相类似的稳态坡形进行类比, 确定出再造后的稳态坡形的坡角大小, 从而进行库岸再造预测.利用稳态坡形类比法对三峡库区迁建新址的基岩库岸进行了再造预测, 定量预测出三峡水利枢纽工程建成蓄水后, 巫山县城新址基岩库岸最终再造带宽度在40166m之间, 预测结果可以用来指导新城的规划与建设.      

九江地区长江沿岸工程地质特征与岸坡稳定性探讨

通过野外地质调查、地球物理探测、工程地质钻探等手段,研究九江地区湖口—彭泽长江沿岸的地层结构、岩溶发育、岸坡工程地质特征与岸坡稳定性。长江边岸与圩堤均位于长江南岸Ⅰ级阶地,地表为第四系全新统冲积层,为一套河湖相沉积物,淤泥层厚,边岸与圩堤地基属软弱土层,工程承载力低,易产生不均匀沉陷、砂土液化和渗透变形,导致边岸与圩堤滑塌。综合分析认为,湖口—彭泽芙蓉的岸坡稳定性差,长江崩岸的原因主要为:长江南岸大部分圩堤处于迎流顶冲段,水流淘刷较严重;长江航道靠南段,岸坡长期受行船波浪淘刷,造成岸坡坡面陡直,稳定性差;地层上部为夹薄砂层的粘性土层,下部为细砂层,抗冲性差;汛期岸滩土体饱和,长江水位低,河滩地内水外渗造成岸坡失稳。以粘土为主的岸坡,应加强有效排水和减缓坡比;有砂层的岸坡结构型岸坡,应对结合部位砂层、枯水位附近及水位变幅带内的砂层进行防冲刷、防掏蚀保护。     

长江三峡库区巴东县王家咀至观音桥段塌岸模式与预测

三峡库区巴东段是岸坡塌岸的高发区,塌岸灾害在很大程度上影响了库区的安全生产生活。通过实际调查,选取深厚松散堆积层浅表部滑移型塌岸、沿基-覆界面滑移型塌岸、基岩崩塌型塌岸、沿结构面滑移型塌岸、冲刷浪坎型塌岸五种多发易发的典型塌岸进行研究,分析发生塌岸的斜坡地质环境条件及其塌岸后的形态特征。运用岸坡结构法与卡丘金法对典型塌岸进行预测,结果显示岸坡结构法更适用于山区水库的塌岸预测。通过实际调查发现,研究区内土质岸坡的稳定坡角在26°左右,该值可为巴东段岸坡塌岸预测与防治工程提供参考。     

三峡库区巫峡剪刀峰顺层岩质岸坡破坏模式分析

剪刀峰岸坡位于三峡库区巫山县巫峡左岸,全长2.1 km。受北侧神女峰箱状背斜及南侧神女溪—官渡口向斜影响,岸坡为陡倾顺层岩质岸坡。岸坡坡度45°～89°,整体为陡坡与的陡崖复合地貌;岸坡出露的第四系地层主要为崩坡积碎块石土,出露的基岩含三叠系大冶组三段、四段及嘉陵江组一段至四段地层,地层多元化;岩组类别主要为大冶组及嘉陵江组碳酸盐溶岩组成的坚硬岩组及嘉陵江组二段岩溶角砾岩组成的较软岩组;岩体结构从极薄层至巨厚层状,岸坡地形、地层、岩组及结构复杂。岸坡上游至下游,2.1 km范围内,坡体结构变化大,岸坡变形破坏特征差异大,成因机制及破坏模差异大。根据岸坡不同的地质条件及特征,划分为6个大段、6个亚段。研究从岸坡宏观变形、破坏特征出发,将岸坡目前的变形、破坏总结为“构造切割及卸荷”“局部压裂、滑移”“地表溶蚀”“消落区岩体劣化”四个方面,并从岸坡成因机制上分析了各段的破坏模式。此外,本次研究还分析了库水位以上岸坡及库水位消落区的岩体劣化特征,从岩体劣化的角度提出了沿层面渐进式松脱滑移、沿软弱夹层溃屈滑移、沿“X型”节理滑移、沿层面倾倒溃屈四种岩体劣化及破坏类型。     

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.      

三峡库区蓄水期间类土质岸坡断裂解体机制研究

以龚家方、茅坪、神女溪岸坡为例,总结了三峡库区类土质岸坡蓄水解体演化的5个阶段:岸坡形成阶段、节理裂隙发育阶段、泥化夹层及类土质岸坡形成阶段、蓄水作用岸坡解体阶段以及后续解体阶段。根据上述演化过程,从断裂力学角度建立了类土质岸坡解体的物理模型和力学模型,该力学模型考虑了5种蓄水工况下的受力状态,推导了相应的应力表达式和断裂强度因子公式。初步探讨得出以下结论:水库蓄水对类土质岸坡解体影响较为显著,岩块断裂强度因子随着蓄水位的升高而不断递减,蓄水水位升至4.49 m时,岩块断裂趋势由上部断裂转为下部断裂,断裂强度因子随着水位增高而增大。蓄水伊始,岩块重力对断裂起主要作用,而水位抬升起到一定的稳定作用;水位继续抬升,由重力主导的上部断裂逐渐转化为由浮托力决定的下部断裂。岩块的截面尺寸对类土质岸坡解体具有重要的影响。当岩块上部断裂时,断裂强度因子随着宽高比的减小而增加;当岩块下部断裂时,随着宽高比的减小,岩块断裂强度因子随蓄水位的增加而增大。     

三峡库区岸坡消落带岩体劣化分形特征与演化预测研究

三峡库区岸坡岩体劣化的关键在于岩体节理的持续扩展。本文采用分形理论对消落带上下岸坡测窗岩体劣化程度、劣化破碎相变时间及发展趋势进行了分析。研究表明：岩体节理劣化分布具有分形属性,可将缺项值Λ(r)曲线陡缓转折点视为REV(表征单元)岩体尺寸下限;整体来看,劣化使得岩体节理生长向更加均匀、密布的趋势发展,呈现升维特征;进一步利用节理升维值ΔDb建立了劣化程度分级标准,升维值ΔDb与面积节理数增量ΔJov、地质强度指标变化值ΔGSI满足指数函数关系;最后探讨并提出了2种节理分维数劣化演变模式,采用岩体劣化破碎相变时间计算式可进行相应的演化预测分析,且岩体劣化破碎相变时间预测是基于割线的估计。由于分维数Db具有较高的统计稳定性,能够满足工程应用需求。研究成果为库区岸坡劣化程度调查以及劣化演化预测提供了新的方法。     

三峡库区水平岩层岸坡变形破坏机制的数值模拟研究

本文提出了斜坡变形破坏及运动全过程数值模拟研究的思想和方法。这种方法的基本点是应用基于粘弹塑性力学的有限单元法对斜坡变形及破裂的小变形过程进行模拟,进而采用离散单元法对破坏后的大变形及运动过程进行模拟。本文以三峡库区典型的近水平岩层岸坡为例,应用这种方法,对这类岸坡的变形发育及其在高强孔隙水压力作用下的运动过程进行了数值模拟研究,从而从理论上阐述和证明了这类岸坡大型滑坡的形成机制。     

长江中游簰洲湾-武穴段岸坡稳定性评价

长江中游岸坡崩塌是制约沿岸工程建设的主要环境地质问题。本文以长江中游重点开发岸段簰洲湾-武穴为研究对象,分析影响岸坡稳定的主要因素,通过对场地工程地质条件、地质灾害易发程度、岸线冲淤程度、河道形态特征等指标的综合分析,运用层次分析法,对簰洲湾-武穴段岸坡的稳定性进行评价。结果表明工作区岸坡以土质岸坡为主,左岸稳定、较稳定和不稳定岸坡长度大致相当,右岸绝大部分为稳定岸线。岸坡稳定的区域场地工程地质条件良好,地势平坦、开阔,河道顺直,地质灾害不发育,不稳定的区段河道弯曲、岸线冲淤严重。     

Primary Investigations on Yangtze River Bank Slope Stability in Wanzhou for the Three Gorges Reservoir Project

INTRODUCTIONGeological investigations have illustrated that in stability problems exist in the bank slopes of nearly10 % of the total length of the 5 000 km YangtzeRiver and its tributaries when water level rises to 175m in the Three Gorges …     

长江三峡工程奉节库岸斜坡地下水渗流场模拟分析

长江三峡工程正常蓄水位为175m，在蓄水过程中随着库水位的抬升，必然会引起库岸斜坡地下水渗流场的变化。本文运用3D-Modflow软件模拟了三峡工程蓄水过程中奉节库段边坡岩土体内部地下水位的动态变化，为三峡工程奉节库区段移民迁建将可能出现的地质灾害进行预测与防治提供科学依据。     

三峡库区巫山县城新址岩质库岸再造预测

巫山县城新址位于西坪和大宁河两岸.组成该库段的基岩主要为泥岩、粉砂岩、泥灰岩等,岩性较软弱,且地质构造变动强烈,褶皱、断裂发育,岩层破碎,崩塌、滑坡分布较多,库岸再造问题严重;同时,岸坡再造又严重影响着新县城的规划和库岸的防护.因此把稳态坡形类比法应用于巫山县城新址基岩岸坡的再造预测,定量预测库岸的最终再造宽度,以指导新城的规划与建设.     

长江三峡非正常含炭粘土沉积及其地质灾害意义

在长江三峡工程库区巫山、奉节、云阳等新县城进行工程地质勘察过程中, 发现在长江岸坡地带存在含炭粘土沉积.对部分含炭粘土进行了14C年龄测定, 年龄测定结果与该含炭粘土层所在高程相当的阶地形成年代不一致, 含炭粘土为非正常沉积.非正常含炭粘土的存在与发现, 一方面揭示出巫山等移民新县城斜坡经历了非正常的形成演化; 另一方面说明长江三峡河谷演化过程中夹杂着突发的地质灾害事件.      

三峡库区云阳张家湾滑坡稳定性评价和综合治理

在研究三峡库区张家湾滑坡特征及形成机制的基础上,对该滑坡不同工况下的稳定性进行分析评价,结果表明,该滑坡目前处于稳定状态;但在库区蓄水或者库区水位下降的情况下,滑坡将处于整体失稳状态。根据稳定性评价的结果．应采取综合防治措施对该滑坡进行治理,确保在三峡水库蓄水之后使滑坡处于稳定状态。     

Slope stability analysis in the Three Gorges Reservoir Area considering effect of antecedent rainfall

Effects of different initial conditions of pore water pressure distribution on slope stability are investigated based on rainfall data in the Three Gorges Reservoir Area. A method to incorporate the initial condition of pore water pressure distribution into the slope stability analysis is suggested. Then, sandy and clayey slopes are taken as examples to investigate the effect of antecedent rainfall on slope stability. Results indicate that the influence of antecedent rainfall on the slope stability increases as the saturated permeability coefficient of the soil decreases.     

偏最小二乘回归法在库岸再造预测中的应用

简述了单因变量偏最小二乘回归法的基本原理和计算步骤.针对水库库岸再造预测的特点,将三峡库区巫山县段的岩质库岸划分为漫滩段、枯-洪水位变幅带、常见洪水位以上段3种类型.建立了坡角与岩体类型、力学性质、地形地貌之间的3个偏最小二乘回归方程.计算结果表明,组成岸坡的岩体类型、性质是决定库岸再造的最主要因素,地形地貌因素次之.应用偏最小二乘回归模型,可提高库岸再造预测的准确度,为土地利用提供决策支持.     

三峡水库调节作用对长江近河口段水文水动力特性影响

为了评估三峡水库蓄水对长江感潮河段水文水动力特性的影响,建立了具有预测功能的水动力模型。考虑径流与潮流之间的相互作用,模型在只有上边界流量过程的条件下可以给出下边界的潮位过程。在此基础上应用一维河网非恒定流数学模型,对三峡水库蓄水前后长江近河口段大通—徐六泾的水流运动进行了10年的数值模拟。统计分析结果表明,水库调蓄作用对感潮河段各站的潮位累积频率及水文水动力因素的年内过程变化影响甚大。     

三峡工程蓄水前后长江河口段潮汐特征变化分析

三峡工程蓄水后,长江流域的来水来沙特性发生了一定程度的变化,从而可能使长江河口段的潮汐特征发生变化。以分布于长江河口段6个潮位站的各6个代表年的实测潮位资料为基础,利用潮汐调和分析方法,对比分析长江河口段的潮汐特征。结果表明:三峡工程蓄水后,长江河口段的主要分潮的调和常数和潮汐特征参数发生了变化,但幅度比较小。     

Grey Prediction of Seismic Activity in the Three Gorges Area of the Yangtze River

On the basis of historical earthquake data and recent observations, two grey models prediction of the next seismic active period and the maximal magnitude of earthquakes which might occur during that period are constructed on the basis of the grey theory. As predicted by the two models, the next seismic active period would last 79 years, and that the maximal magnitude of earthquakes occurring within the period would not exceed 5.2. These results provide an important basis for the assessment of earthquake risks and reduction of disasters in the Three Gorges area.