库水位下降时的岸坡非稳定渗流问题研究-岩土力学

库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析【摘要】我国大型滑坡发生的岩土介质主要有岩质滑坡、土层滑坡和松散堆积层滑坡。

同时，滑坡也包含崩、滑堆积体和处于稳定状态的崩、滑堆积体，以及正在变形中的边坡。

大量水庫滑坡都与库水位变化有关。

本文分析了库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性。

【关键词】库水位变化；下滑坡；渗流机制；稳定性1、库水位变化下滑坡稳定性分析1.1边界条件根据水文地质条件确定模型的边界条件，假定滑体与基岩均为均质材料，滑坡模型x 向横长600m，y向纵高500m，底端施加固定约束，左右两端施加法向约束。

（1）上下边界：上表面为自由渗透边界，下底面为不透水边界。

（2）左右边界：水位以上两侧边界为零流量边界，水位以下为给定水头边界，大小为该处位置水头。

其中，左边界的水头高度为初始地下水水位高度，右边界的初始水位与实际水位之间为库水位变水头边界，初始水头145m，分析稳态渗流作用，渗流结果作为库水位变化过程中暂态分析的初始条件。

即计算时以蓄水前坡体天然状态为初始条件，蓄水期库水位作为边界条件施加在坡面上。

某斜坡体前缘为长江，岩土界面倾角陡，斜坡规模为千万方量级，系特大型坡体，分析取典型二维G3–3剖面。

计算工况为：（1）静水位：自重+地表荷载+水库水位（145，175m）+20年一遇暴雨；（2）动水位：自重+地表荷载+水库水位在145～175m范围升降+20年一遇暴雨。

采用位移收敛准则，容许限值为1×10-5m，材料分滑床和滑体，为 Mohr-Coulomb 理想弹塑性材料，二维模型网格划分成四边形和三角形单元，基岩划分尺寸取4m，滑面处细化处理，共10107个节点，10015 个单元。

坡体在静水位下处于稳定状态，在库水位动态变化过程中处于欠稳定状态，水位由175m降至145 m时，稳定性达到最低，为最危险工况，同时也表明最危险水力条件是库水位下降，而并非库水位上升或最高库水位。

建立库水位由 175 m 降至145 m边坡模型，并计算出的稳定性，结果F=0.968，即在水库运营、降雨等因素引起的库水位升降时，边坡可能发生滑动，需要进行治理。

库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析
坡体渗流是导致滑坡发生的主要因素之一。

水位的变化对坡体内部渗流的影响较大，特别是在降雨情况下，库水位的上升会增加坡体表面和内部的水压力，从而使坡体变得不稳定。

对库水位变化下滑坡渗流机制和稳定性进行分析具有重要的工程意义。

库水位上升会增加坡体表面的水压力。

当库水位上升时，水位高于自由水位的部分将对坡体表面施加一个水压力。

这种水压力会进一步将水分渗入坡体内部，导致坡体内部的渗流增加。

水压力会削弱土体颗粒间的颗粒间隙，使土体的凝聚力降低，从而使坡体的稳定性减弱。

水位骤变下土石坝非稳定渗流及稳定分析作者：李子阳马福恒张湛胡江张磊来源：《人民黄河》2019年第01期摘要：以库水位骤变全过程为分析工况，基于非稳定渗流理论，考虑渗透系数与基质吸力之间的非线性关系，研究了典型土石坝工程的非稳定渗流场变化规律和渗透稳定性，并对坝坡瞬态抗滑稳定系数进行了计算。

结果表明：水位骤变过程中，坝体处于非稳定渗流状态，浸润线呈突起弯曲状并不断变化，且水位变化速率越快，弯曲越明显;水位骤升阶段，非稳定渗流场等势线整体向上游偏移，对应大坝典型部位的渗透坡降明显大于该水位时稳定渗流场的，且水位上升速率越大，渗透坡降越大，超过允许渗透坡降时可能发生渗透破坏;上游坝坡在非稳定渗流阶段的瞬态稳定安全系数变化较大，水位升高对其稳定有利，水位骤降超静孔隙水压力来不及消散，形成反向渗流，坝坡稳定性降低明显，且水位下降速率越大，稳定性越低。

关键词：水位骤变;土石坝;非稳定渗流;瞬态稳定中图分类号：TV641.2文献标志码：Adoi：10.3969/j .issn. 1000- 1379.2019.01.024近年来受全球气候变化影响，区域性极端气候事件频发，旱涝灾害发生的强度与频率不断增加。

如受强厄尔尼诺影响.2016年汛期多地短时强降雨显著增加，尤其是北方干旱地区多处遭遇历史罕见降雨。

对于水库而言，旱涝灾害和旱涝急转带来库水位的快速变化，库水骤升的快速浸水和库水骤降的反渗流作用极易导致坝体渗透破坏和坝坡失稳[1]。

旱涝灾害条件下，坝前水位处于较快变化状态，坝坡内外水分的相互补给使坝内渗流场不断变化，呈现出明显非饱和非稳定渗流特征[2]。

当库水位骤降时，坝内孑L隙水压力不能很快消散，在渗透力的作用下上游坝坡呈下滑趋势，对上游坝坡稳定不利，约600/0的水库滑坡发生在库水位骤降期。

已有研究[3-8]针对库水位骤降情况下土石坝渗流、稳定性的较多，主要基于非饱和渗流理论分析坝坡稳定性，获取坝坡稳定安全系数与库水下降速度、渗透系数之间的关系等。

库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析1. 引言1.1 研究背景满足的段落。

目前国内外很多研究都证实了库水位变化与滑坡发生之间的密切关系。

通过分析和研究库水位变化对滑坡的影响，可以有效地预测和防范滑坡灾害，保障水库工程及周边地区的安全。

深入探讨库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性的研究将为工程建设提供重要的理论依据。

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1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨库水位变化对滑坡的影响机制，分析库水位变化下滑坡的渗流特征和稳定性变化规律，为工程设计和灾害防治提供科学依据。

通过研究库水位变化对滑坡渗流机制和稳定性的影响，可以揭示库水位变化是如何引发滑坡的，为工程地质灾害的监测和预警提供依据。

还可以为应对未来更加极端气候条件下的库水位变化带来的挑战提供借鉴和警示。

研究目的旨在通过深入分析库水位变化下滑坡的渗流机制和稳定性规律，为科学防治和减轻滑坡灾害提供理论和技术支持。

1.3 研究意义研究库水位变化下滑坡的渗流机制可以帮助我们更好地理解滑坡发生的内在机理。

通过分析库水位变化对滑坡周围地下水位和水文条件的影响，可以揭示滑坡滑移面上的水流路径和水文特征，为滑坡的预测和监测提供科学依据。

研究库水位变化对滑坡稳定性的影响有助于准确评估滑坡的危险性。

库水位变化可能导致滑坡体内部的饱和度增加或减小，从而影响滑坡体的抗剪强度和稳定性。

通过分析库水位变化对滑坡稳定性的影响，可以为区域的地质灾害防治提供科学依据和技术支持。

研究库水位变化下滑坡的渗流机制与稳定性分析对于科学防范滑坡灾害、保障人们的生命财产安全具有重要的意义，具有重要的理论和实践价值。

希望通过本研究的开展，能够为相关领域的研究和工作提供有益的参考和借鉴。

2. 正文2.1 库水位变化与滑坡发生的关系库水位变化与滑坡发生的关系是一个重要的研究课题。

库水位的变化会对地下水位和土体稳定性产生影响，从而可能导致滑坡的发生。

渗流对边坡稳定性的影响孙聚龙（长沙理工大学市政工程专业103104020449）摘要边坡稳定性问题一直是工程地质、岩土工程等领域中一项最基本而又十分重要的研究课题。

影响边坡稳定性的因素较多，渗流既是一个重要影响因素，也是一个难点课题。

近年来，随着有限元理论和计算机技术的发展，进行渗流对边坡稳定影响的研究也越来越多。

渗流场和应力场作为边坡稳定分析的重要组成部分，二者相互作用、相互联系。

所以要对边坡稳定情况进行研究必须正确分析渗流对其作用。

一方面，渗流产生渗流场形成孔隙水压力，孔隙水压力作用到边坡上将改变边坡的应力状态，边坡的应力状态改变会造成土体的孔隙率和渗透系数的改变；另一方面，渗流系数和孔隙率的改变会使渗流场发生变化。

这样的渗流场相互作用，将对边坡稳定性产生影响。

边坡稳定性分析始于二十世纪初，发展至今形成了多种方法，虽然各种方法并存，具有各自的计算准则，但总体来说，边坡稳定性分析的发展遵循了以下这条主线，即从定性分析发展到定量分析。

其中，定量分析又经历了从确定性分析到非确定性分析的过程。

本文对国内外渗流及边坡稳定的研究现状进行了归纳总结。

概述了现在边坡稳定研究的方法，渗流的计算及边坡渗流的趋势进行了阐述。

关键词：渗流，边坡，稳定性，确定性目录摘要 (1)目录 (2)第一章边坡稳定性研究的现状 (3)1.1 定性分析方法 (3)1.2 定量分析方法 (3)1.2.1 确定性分析方法 (3)1.2.2 非确定性分析方法 (5)第二章渗流研究的现状 (5)2.1以实验研究为主的初级阶段 (6)2.2 以解析法为主要研究手段的发展阶段 (6)2.3 以数值模拟为主的高级阶段 (6)第三章渗流作用下边坡稳定性研究现状 (7)第四章渗流的计算 (7)4.1 渗流模型 (7)4.1.1 物理模型 (8)4.1.2 数学模型 (8)4.2 渗流计算 (9)4.2.1 解析法 (9)4.2.2 数值法 (9)4.2.3 实验模拟法 (9)4.3 应力场和渗流场的耦合作用 (9)4.4 渗流自由面 (11)4.5 渗透系数 (12)4.5.1 确定型模型结合实验方法 (12)4.5.2 随机模型方法 (12)4.5.3 克里格法 (13)4.5.4 数学模型反演求解法 (14)4.5.5 分形理论 (14)第五章边坡渗流研究的趋势 (14)参考文献 (16)第一章边坡稳定性研究的现状1.1定性分析方法该方法从边坡演化破坏中的主要影响因素、失稳力学机制以及变形破坏方式等进行考虑，以此分析评价边坡稳定的状态及预测边坡发展的趋势。

库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析【摘要】本文主要探讨了库水位变化对滑坡稳定性的影响及其渗流机制。

首先分析了滑坡形成机理，指出库水位变化是滑坡发生的主要原因之一。

然后对库水位变化对滑坡稳定性的影响进行了深入研究，提出了库水位下降导致滑坡稳定性降低的机制。

接着对滑坡内部渗流机制进行了分析，指出渗流是滑坡发生的重要因素之一。

研究还探讨了库水位变化对渗流机制的影响，阐明了渗流与库水位变化之间的复杂关系。

最后对库水位变化下滑坡稳定性进行了综合分析，强调了滑坡稳定性受多因素影响的重要性。

结论部分提出了一些建议和展望，为库水位变化下滑坡的预防和治理提供了参考。

整体研究对滑坡灾害防范具有重要的理论和实践意义。

【关键词】滑坡、库水位变化、渗流机制、稳定性分析、研究背景、研究目的、多因素影响、建议、展望1. 引言1.1 研究背景库水位变化是影响库区地质灾害的重要因素之一，其中滑坡是常见的一种地质灾害类型。

库水位的变化会对滑坡的稳定性产生影响，进而引发滑坡。

研究库水位变化下滑坡的渗流机制与稳定性分析具有重要的理论和实际意义。

在目前的研究中，水库周围滑坡的形成机理已经得到了一定程度的认识，但是在库水位变化下滑坡的渗流机制及其对滑坡稳定性的影响方面仍存在一定的研究空白。

通过对库水位变化下滑坡的渗流机制与稳定性进行深入分析，不仅有助于增进对地质灾害的认识，还可以为水库周围地区的防灾减灾工作提供科学依据。

1.2 研究目的研究目的是通过对库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性的分析，深入探讨在不同库水位情况下滑坡的形成机理、稳定性以及渗流机制。

具体而言，通过研究滑坡形成机理分析，可以揭示库水位变化对滑坡形成的影响因素，为滑坡预防和治理提供科学依据。

通过分析库水位变化对滑坡稳定性的影响，可以评估不同库水位条件下滑坡的稳定性，为相关工程建设和规划提供参考。

渗流机制分析可以揭示库水位变化对滑坡内部水流路径的影响，为滑坡的监测和管理提供技术支持。

库水对边坡稳定性影响研究摘 要：库水位变化是导致库岸边坡失稳的重要外因之一，明确库水位涨落导致滑坡失稳的原因，选择有效的计算方法进行边坡稳定性计算是边坡稳定研究的基本思路。

基于水岩相互作用机理，分析了库水涨落对滑坡岩土体的影响。

同时介绍了极限平衡法、有限元强度折减法，非饱和渗流应力耦合分析等滑坡稳定性分析方法。

在此基础上，指出了当前研究中所存在的主要问题。

关键词：滑坡，水岩作用，渗流场，耦合，稳定性评价1 引 言边坡失稳是由内因与外应共同作用的，水的作用是一个重要的外在因素。

Jones [1]等调查了Rooseveit 湖附近地区在1941至1953期间年发生的一些滑坡，其中有49%发生在蓄水初期，30%发生在水位骤降10-20m 的情况下，其余为发生在其他时间的小型滑坡。

在日本，大约60%的水库滑坡发生在库水位骤降时期，40%发生在水位上升时期，包括水库蓄水初期。

三峡库区高程175 m 以下滑坡体、崩滑体等有1302处，总面积15115万m 2，总体积333400万m 3。

崩塌体积大于500万m 3的有127处[2]。

因此了解与控制库水位涨落对滑坡稳定性的影响，就显得尤为重要。

本文主要就滑坡岩土体的水岩作用机理、滑坡稳定性分析方法以及存在的问题等几方面展开论述。

2 库岸边坡的水岩作用机理2.1 水岩的相互作用地下水普遍存在于岩土体之中，它与岩土体间的相互作用主要可归为两个方面[1]：一是地下水与岩土体间发生物理、化学的相互作用，使岩土体和地下水的性质或状态发生不断的变化；二是地下水与岩土体间发生的力学方面的相互作用，它不断地改变着作用双方的力学状态和特性。

2.1.1 水对岩土体性质的影响水对边坡岩体的化学作用。

岩体中常含有矿物成分，水的流动对碳酸盐类物质有溶蚀作用，若水中含有某些酸或碱的成分，能对岩石的某些介质形成腐蚀，含水量反复变化能加剧岩石的风化作用。

受水化学作用产生的易溶矿物则容易随水流失，而难溶的矿物则残留在原地，结果必然导致岩土体中的孔隙增大，岩土体也因此而变得松散不稳。