三峡库区提升库水位下降速率条件下沟边上滑坡稳定性评价
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三峡水库蓄水运行对猴子石滑坡稳定性影响分析
三峡水库蓄水运行对猴子石滑坡稳定性影响分析
研究了三峡水库蓄水运行对猴子石滑坡稳定性的影响.通过渗流场分析,获得不同水位及水位不同消落速度时的稳定及非稳定渗流场;在此基础上,进行滑坡稳定性计算,以讨论水库蓄水及水位消落对滑坡稳定性的影响.结果表明水位消落速度越快,对滑坡的稳定越不利;滑体透水性越差,水位消落时滑坡稳定性降低越明显.讨论的分析思路和计算方法可以合理分析滑坡在不同水位和水位消落速度时的稳定性,并可作为三峡水库运行调度时水位消落速度控制范围的论证依据.
作者:林仕祥张奇华黄振伟LIN Shixiang ZHANG Qihua HUANG Zhenwei 作者单位:林仕祥,黄振伟,LIN Shixiang,HUANG Zhenwei(长江勘测规划设计研究院,湖北,武汉,430010)
张奇华,ZHANG Qihua(长江科学院,湖北,武汉,430010)
刊名:资源环境与工程英文刊名:RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING 年,卷(期):2009 23(z2) 分类号:P642.22 关键词:三峡水库水位消落猴子石滑坡滑坡稳定性渗流分析极限平衡分析。
三峡库区水位波动对库区边坡稳定性的影响摘要:三峡库区是我国滑坡等地质灾害多发地区,库区水位的升降波动是诱发水库库岸发生滑坡或不稳定的首要原因,笔者通过地质调查,运用工程地质分析原理和模型试验模拟库水位的变化,得出滑坡在库水位变化过程中破坏的一般规律。
关键词:水位波动;边坡稳定性;滑坡;模型试验由于地质特性及库区蓄水的原因,三峡库区是地质滑坡及不稳定边坡等地质问题多发地带。
据不完全统计,三峡库区在175m 库水位影响的范围内共有大小滑坡2000 余例,此外各类不稳定边坡的分布十分常见。
自2003 年135 m 蓄水开始,2006年水库蓄水达到156m 以来,绝大多数滑坡在水位逐渐但缓慢上升和稳定蓄水状态下的长时间浸泡的考验并没再次活动。
但三峡大坝基本完工后,三峡水库逐步开始正常且更高水位的蓄水运行,三峡大坝的坝前水位在较短时间内145 m- 175m之间升级波动,水位变化幅度达30 m。
研究发现,三峡库区水位的波动侵蚀了山体,降低了极大多数岩体强度,减轻了岩体有效重力,而且对库岸边坡内地下水位分布有很大影响,特别是水位升降波动过程容易使原己稳定的滑坡再度失稳。
三峡库区蓄水位高,库岸滑坡危害较大,例如:(1)在某些狭窄地带,大量的岩土体甚至山体滑入水库,直接减少了库容,还可能造成坝前坝,影响水资源利用;(2)若突发剧烈滑坡,滑体极速滑入水库,会造成巨大的涌浪,对大坝的安全及电站的运营、库区周边人民安全带来较大威胁。
水库蓄水后会对库区存在的大量滑坡产生不利影响,所以研究库水位的变化对滑坡稳定性的影响有重要意义。
1库区水位波动对库岸滑坡的影响水库蓄水或调度期间,水位相对来说是骤然升降,此时库容水位的变化将直接导致库岸边坡地下水动力场发生变化。
1.1水位上升期空隙水压力作用于库岸边坡如图1在库水位还未上升之前库岸边坡情况,图2表示库水位上升之后库岸边坡情况。
图1 库水位上升之前库岸边坡情况图2 库水位上升之后库岸边坡情况由图1和图2可知,由于库水位的上升,增加了库岸边坡的浮重度区和饱和重度区。
三峡库水升降条件下大石板滑坡变形及稳定性预测王龙【摘要】A large number of ancient landslides revived after the Three Gorges Reservoir was constructed and impounded, and some new landslides emerged. It has turned out that the fluctuation of reservoir water level is the significant contributing factor of reservoir landslides'formation and deformation according to massive investigation and engineering cases. Take Dashiban landslide for an example, the paper uses FLAC^3D to establish un- derground water models at different impounded stdges and evaluates and predicts its stress and strain, includingvertical .';tress, maximum main stress, minimum main stress, displacement, shear strain increment, and stability. As a result, some hidden relations between the landslide's deformation development trend and reservoir water fluctuation have been summarized. The research shows the stability of Dashiban landslide is all right at present, but compared to natural, deformation and stability of impounded landslide deteriorated obviously, especially when reservoir water level fallen down,%三峡水库修建蓄水后,大量的古滑坡复活,并形成了一些新滑坡。
三峡库区某顺层库岸滑坡形成机理及稳定性分析童时岸;易武;赵宏渠【摘要】滑坡是三峡库区十分普遍的地质灾害,而顺层库岸滑坡在三峡库区滑坡中占有一定比重.以三峡库区某顺层滑坡为例,结合多年的数据,对顺层库岸滑坡形成机理进行分析,运用GeoStudio软件进行稳定性模拟分析.结果表明,在库水位快速涨跌时,由于落差形成了指向坡体外侧的动水压力,不利于坡体稳定,易诱使滑坡失稳.库水位涨跌速率越大,则滑坡的稳定性就会变差,当以较大涨跌速率工况3、4运行时,该滑坡处于欠稳定状态.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)012【总页数】3页(P217-219)【关键词】库岸滑坡;形成机理;三峡库区;稳定性分析【作者】童时岸;易武;赵宏渠【作者单位】三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】P642.220 引言在国内外建成的各类大型水库中,库区库岸滑坡事件不在少数。
自1963年瓦依昂大坝库区发生严重滑坡灾害以来,世界各地的学者对库岸滑坡形成机理都开始重视。
大量的资料和数据显示,大多数库岸滑坡与水有关[1]。
而库水水位涨落与降雨是形成库岸滑坡的重要条件[2、3]。
三峡库区库水水位大幅度、周期性涨落,并且有降雨的影响,地下水动力场产生剧烈变化,影响了库区多数滑坡的稳定。
因此如何正确地确定降雨与库水位作用下滑坡稳定性的变化,是解决三峡水库运作调度的重点[4]。
易武等在多年的滑坡监测上将三峡库区滑坡动态变形模式划分为多种类型[5];谢守益等探索了降雨诱发滑坡的成因机制[6];三峡库区有大量顺层库岸滑坡,自2006年蓄水以来,一直有变形,本文以郑家坪滑坡II为例,综合分析各类勘察数据、库水位及波动速率、降雨量及强弱,对郑家坪滑坡II的形成机理进一步挖掘,基于库水位涨跌联合降雨的作用,本文结合GeoStudio模拟软件对郑家坪滑坡II的稳定性进行数值模拟分析。
三峡库区某滑坡稳定性浅析1 引言三峡库区一直是中国地质灾害多发区和重灾区之一,库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部,跨越鄂中山区峡谷及川东岭谷地带,北屏大巴山、南依川鄂高原。
据历史记载,1030年和1542年,秭归新滩两次滑入长江,曾分别中断航运长达21年和82年[1]。
据不完全统计,自1982年以来,三峡库区发生滑坡、崩塌、泥石流多达70多次,其中规模较大的就有40余次[2]。
三峡库区重庆境内具有一定规模、影响库岸稳定和移民城镇安全的地质灾害点就有1503处,总体积约34.7亿立方米。
湖北境内发现各类崩滑体622处,总体积达13亿立方米,有近8万人的生命财产受到威胁[1]。
因此研究三峡库区滑坡在库水位变化条件下的稳定性对保护三峡库区人民生命财产安全具有重要意义。
2 滑坡稳定性计算方法本文中滑坡稳定性计算运用极限平衡法理论,把滑动土体中的土骨架作为研究对象,孔隙中的流体作为存在于土骨架中的连续介质,分析滑动土体中土骨架的力的平衡时要考虑流体与土骨架间的相互作用力,即浮力和渗透力[3]-[5](如图2),该方法简称"规范法"。
采用"规范法"计算滑坡的剩余推力和稳定性系数以此判定斜坡的稳定性。
渗透压力的几何意义是:土条中饱浸水面积与水的重度及水力坡降的乘积,其方向与水流方向一致,与水平向的夹角为。
渗透压力的几何意义是:土条中饱浸水面积与水的重度及水力坡降的乘积,其方向与水流方向一致,与水平向的夹角为。
图3 水下滑块上的水压力对图3当滑块在水下时,均不考虑水压力,条块的重量用浮容重即可。
式中:-水的容重(kN/m3);-岩土体的天然容重(kN/m3);-岩土体的浮容重(kN/m3);-第i计算条块单位宽度岩土体的水位线以上的体积(m3/m);-第i计算条块单位宽度岩土体的水位线以下的体积(m3/m);-第i条块水位线以上天然重量(kN/m);-第i条块水位线以下的浮重度(kN/m);-第i计算条块地面倾角(°),反倾时取负值;-第i计算条块地下水流线平均倾角,一般情况下取侵润线倾角与滑面倾角平均值(°),返倾时取负值;-第计算条块滑动面长度(m);-第计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa);-第计算条块滑带土的内摩擦角标准值。
三峡库岸某堆积层滑坡稳定性分析摘要:结合三峡库岸滑坡特点,研究库水位升降工况下三峡库岸某堆积层滑坡的稳定性。
运用二维有限元数值模拟软件对滑坡进行稳态和瞬态渗流计算,模拟出各工况下滑坡内部地下水位变化,进而进行稳定性计算。
采用Morgenstern- Price法对滑坡稳定性进行计算,结果表明通过计算得出在库水位上升时滑坡稳定性略微升高,当库水位下降时,滑坡稳定性下降。
关键词:库岸堆积层滑坡;二维渗流分析;稳定性计算1 引言三峡工程于2003年6月正式蓄水发电,库区坝前水位将由约65m抬升到135m。
到2009年,三峡水库正常蓄水,最高水位达175m。
由于防洪等需要,目前水位每年将在145~175m之间变动。
库水位变动对库岸滑坡体稳定性的影响受到了广泛关注[1]。
水库形成以后,沿岸地区自然条件将发生显著变化[2]。
水库开始蓄水之后,必然会改变库区边坡地下水的补给、渗流和排泄条件[3],从而影响库岸边坡的稳定性。
本文通过现场调查结合二维有限元数值模拟进行渗流和稳定性计算,对滑坡稳定性进行分析评价。
2 滑坡特征滑坡位于重庆市云阳县境内,坐落于长江干流一直支流左岸的斜坡地带。
滑坡平面形态呈圈椅状,两侧以冲沟为界,剖面形态呈凸形(图1,图2)。
滑坡平面形态呈圈椅状,左侧、右侧均以冲沟为界,后缘以基岩陡壁为界,滑坡内外后缘和两侧植被差异大,边界较为清楚,前缘以堆积层与基岩分界为界,目前由于三峡库区蓄水滑坡体前缘部分被长江支流淹没,滑坡整体边界条件较为清楚。
根据前期资料滑坡体前缘高程130m,后缘高程295m,高差165m。
滑坡体主滑方向272°,滑坡长约400m,宽约500m,滑体平均厚度35m,滑坡面积为150×104m2,滑坡体积约525×104m3。
[收稿日期:E-mail:522105706@。
]图1 滑坡全貌图2 滑坡工程地质剖面图该滑坡滑体物质主要为含碎块石粉质粘土。
三峡库区库水消落期某滑坡敏感性及动态稳定性分析消落期库区涉水滑坡的稳定性受滑带土自身物理力学性质、地下水位变化、坡体结构等多种因素影响,由库水位降低及降雨引起的地下水位变化是一个动态的过程,其对滑坡稳定性的影响较为显著。
以三峡库区某涉水滑坡为例,将传递系数法与地下水浸润线计算公式相结合,对影响滑坡稳定性的各因素的敏感性以及滑坡的动态稳定性进行了计算分析。
结果表明:敏感程度从高到低依次是内摩擦角、地下水、内聚力;滑坡的动态稳定性随着库水位的下降而降低,其变化速率呈现出先快后缓的特征;利用常规稳定性评价方法的结果偏低。
因此,采用动态评价方法,充分考虑地下水位变化对滑坡稳定性的影响,对于库区涉水滑坡防治工程具有指导意义。
标签:涉水滑坡库水位升降地下水浸润线降雨动态稳定性敏感性0引言滑坡是目前山区最常见的地质灾害类型之一,其稳定性受多种因素影响,主要包括滑带土内摩擦角Φ、滑带土粘聚力c以及水的作用等。
不同水库型滑坡,受内外地质作用的共同结果,对这些影响因素的敏感性也随之不同,寻求影响滑坡失稳的主要因素,对其稳定性计算与分析具有一定的指导意义,当前针对滑坡影响因素敏感性分析已有较多理论成果,如简化Bishop模型法,正交试验法、可靠度分析法等[2-4]。
库水位降低及降雨造成的滑坡体地下水位的波动是动态变化的[1],产生的动水压力以及地下水对滑带土物理力学性质的软化,使滑坡体的稳定性也随之不断的变化。
而目前使用的库区滑坡稳定性评价方法仅考虑库水位升降或降雨引起的地下水位变化稳定后的情况,即采用静态的方法进行稳定性评价,忽略了中间过程,这样便使得稳定性评价结果同实际情况存在一定偏差,从而对防治工程的经济适用性和有效性产生影响[1]。
因此,本文在三峡水库某涉水滑坡已有静态稳定性研究基础上,对该滑坡影响因素的敏感性以及在库水位降低及降雨作用下的动态稳定性作进一步探讨。
1滑坡概况该滑坡为古滑坡堆积体在库水位作用下复活所致,平面形态呈抛物线型,分布高程110~205m,纵长310m,横宽510m,勘察钻孔揭露滑体厚度5.3~40.2m,平均厚度27~35m,面积9.2×104m2,体积225×104m3,主滑方向330°,与坡向基本一致。
水库消落期提升库水位下降速率条件下摘要:三峡库区通过近十年以来对非汛期库水位下降速率(0.6米/日)的严格控制,使得库区千余处涉水滑坡很少产生大规模下滑入江,但控制消落期库水位下降速率在某种程度上却限制了防洪和蓄水发电效益的发挥,文章主要通过研究在非汛期增加库水位下降速率的可行性,使用Geo-studio中的Seep/W、SLOPE两个模块对滑坡进行渗流分析和稳定性分析评价,进一步明确三峡水库消落期库水位下降控制速率,有重大现实意义和科学价值。
关键词:下降速率;消落期;渗流分析;稳定性评价;1研究区概况三峡库区通过近七年以来对非汛期库水位下降速率(0.6米/日)的严格控制,使得库区千余处涉水滑坡很少产生大规模下滑入江,但控制消落期库水位下降速率在某种程度上却限制了防洪和蓄水发电效益的发挥。
通过多年小变形进行的应力调整,各涉水滑坡在不同程度上增加了对加大库水位下降速率的承受能力,因此,开展三峡水库水位日降幅对库区地质灾害防治工程影响的调查评价研究,分析论证在非汛期增加库水位下降速率的可行性,从而进一步明确或调整三峡水库消落期库水位下降控制速率,具有重大现实意义和科学价值。
三峡库区属亚热带季风湿润气候区,多年平均降雨量1059.4mm,年最大降雨量1351.6mm,降雨多集中在4~9月,占年平均降雨量的55%。
第一作者简介:张宜,男,汉族,1962年生,工程师,钻探工程专业,建材成都地质工程勘察院有限公司,长期从事探矿工程、地质灾害防治项目的实施和技术管理工作,四川省成都市成华区航天路36号,ZhangYi772k8@。
第二作者简介:潘勇,男,汉族,1964年生,地质工程专业,重庆市三峡库区地质灾害监测中心,长期从事地质灾害监测预警技术的应用、地质灾害防治项目的实施和技术管理工作,重庆市渝中区人和街74号,Panyong201404@。
研究工作区段接近三峡峡谷区的河谷-岸坡地带(图2),由于朱衣河、梅溪河与长江共同作用的结果,本区地貌呈现为:河谷相对开阔,河曲、阶地与漫滩均十分发育,岸坡具明显层状地貌特征。
浅谈三峡库区某滑坡的稳定性FLAC3D 作为岩土工程行业重要的CAE仿真分析软件,在边坡、基坑、隧道及地下洞室等工程中得到了较为广泛的运用,能够全面分析这些结构在各种荷载条件下的受力、变形、稳定性及动力特性。
FLAC3D 具备了方便且强大的分析手段,用户可利用FLAC3D在本构模型、结构单元以及组合分析、多场耦合等方面取得全面的解决方案。
本文基于FLAC3D深入的研究了三峡库区某滑坡,对于如何让使用FLAC3D 解决学习和实际工作中的问题具有重大借鉴意义。
1.FLAC3D软件的特点[1][2]FLAC3D 程序计算方法是由美国ITASCA咨询公司根据Cundall等人提出的显示有限差分法而编制的有限差分软件,具有很强的分析功能,主要特点为:(1)快速拉格朗日求解理论;FLAC3D为连续介质力学分析提供了极为丰富的本构模型库,材料模型的选用取决于计算模式的不同。
(2)除基本模块所提供的常规分析功能外,还包括若干可选功能模块,包括温度分析、蠕变分析、动力分析和基于C++编译环境的自定义本构模型模块。
(3)针对介质非连续特点(如岩土地质结构面),程序亦提供了界面单元(interface)以模拟沿不连续结构面的滑移或分离响应。
(4)将静力问题当做动力问题来求解,运动方程中惯性项用来作为达到静力平衡的一种手段。
2.强度折减法[2][3]强度折减法就是用一个折减系数Fs将土體的抗剪强度指标c和进行折减,然后用得到的cF和代替原来的c和,不断的折减,直到边坡破坏,同时获得安全系数Fs。
安全系数是法是表达边坡稳定性最直接的计算方法,其表达式为:有限元强度折减法的优点在于:(1)考虑了土体的非线性弹塑性本构关系。
(2)能够动态模拟边坡的失稳过程及滑动面形状。
(3)在求解安全系数时,不需要假定滑移面的形状,不需要假定土块间的相互作用力。
3.工程实例[1][2][3]该滑坡位于重庆市涪陵区白涛镇三门子村十社,滑坡长约1380m,宽700m,滑坡体厚度超过25米,为深层滑坡,滑体接近1000万方,属大型-特大型滑坡。
库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响刘贵应【摘要】库水位的长期周期性变化势必影响三峡库区内崩滑体及库岸的稳定性,特别是堆积层滑坡的稳定性对库水位的周期性变化尤为敏感.本文针对三峡库区内松散堆积层滑坡的特征和堆积层滑坡在库水位变化条件下的水压力问题,建立了松散堆积层滑坡的渗流模型,并以三峡库区某堆积层滑坡为例,对库水位变化条件下该滑坡渗流场与稳定性进行了模拟和分析,以为该类堆积层滑坡的稳定性评价提供依据.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2011(018)005【总页数】4页(P26-28,32)【关键词】库水位变化;堆积层滑坡;稳定性评价;渗流模型;三峡【作者】刘贵应【作者单位】中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司,重庆400023【正文语种】中文【中图分类】P642.22三峡水库在运行过程中,库水位每年将在145~175m间周期性波动,库水位的长期周期性波动必将引起地下水位的长期周期性变化,从而影响库区内崩滑体及库岸的稳定性。
地下水对边坡稳定性有着重要影响,滑坡与地下水活动有关[1]。
据不完全统计,三峡库区欠稳定和不稳定的崩滑体约有1 190处,90%以上的边坡失稳破坏与地下水活动有直接的关系[2]。
地下水对边坡稳定性的影响主要表现在两个方面:一是地下水对边坡岩土体的物理化学作用,使潜在滑动面强度降低;二是地下水对边坡的力学作用,包括孔隙水压力(静水压力)和渗透压力作用[3,4]。
根据“三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目”的通知,涉水156 m及156 m以上的195个崩滑体、92.78 km库岸及257处(段)搬迁避让项目已纳入三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目,其中堆积层滑坡与库岸占上述致灾体的80%以上。
因此,研究库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响将直接关系到目前正在抓紧实施的库区滑坡治理工作的效果、库区人民的生命财产安全以及水库的正常运行,具有重要的意义。
第24卷 第19期岩石力学与工程学报 V ol.24 No.192005年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .,2005收稿日期:2004–10–19;修回日期:2004–11–15基金项目:国家自然科学基金资助项目(50379043);中国科学院岩土力学重点实验室基金资助项目(Z110302)作者简介:廖红建(1962–),女,博士,1985年毕业于西安建筑科技大学土木工程系工业与民用建筑专业,现任教授、博士生导师,主要从事岩土工程材料的本构关系及边坡稳定性分析等方面的教学与研究工作。
E-mail :hjliao@ 。
库水位下降对滑坡体稳定性的影响廖红建1,2,盛 谦2,高石夯1,许志平1(1. 西安交通大学 土木工程系,陕西 西安 710049;2. 中国科学院 岩土力学重点实验室,湖北 武汉 430071)摘要:以三峡水利工程为背景,针对长江三峡库区水位的周期性调节对库岸边坡稳定性可能产生的种种不利影响,计算了在库水位下降期间,滑坡体稳定性受库水位下降速度影响的变化情况。
结合库水位下降期间不同渗透系数滑坡体的实际渗流场,对滑坡体稳定性进行了数值计算分析,得到了库区降水速度和渗透系数与边坡稳定性之间的变化规律,对库区边坡稳定性的研究有一定的参考作用。
关键词:工程地质;库水位;滑坡体;稳定性;渗透系数中图分类号:P 642 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2005)19–3454–05INFLUENCE OF DRAWDOWN OF RESERVOIR WATER LEVELON LANDSLIDE STABILITYLIAO Hong-jian 1,2,SHENG Qian 2,GAO Shi-hang 1,XU Zhi-ping 1(1. Department of Civil Engineering ,Xi ′an Jiaotong University ,Xi ′an 710049,China ;2. Key Laboratory of Rock and SoilMechanics ,Institute of Rock and Soil Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan 430071,China )Abstract :The reservoir water level in the Yangtze River Three Gorges Reservoir area is adjusted periodically ,so the stability of the landslides on both banks is affected seriously. Under the background of the Three Gorges irrigation projects ,the influence of drawdown speed of water level on the stability of landslide was analyzed. The variation of the landslide stability at different time during water level drawdown was analyzed considering the actual seepage fields. Through numerical calculation ,the relationships of the landslide stability ,the seepage coefficient and drawdown speed were obtained. It has some referential values for the study on the sliding stability of slope. Key words :engineering geology ;reservoir water level ;landslide ;stability ;permeability coefficient1 引 言水库库岸滑坡稳定性研究对确保水电工程建设的顺利进行及其正常运营具有重大意义。
第33卷第5期地球科学———中国地质大学学报Vol.33 No.5 2008年9月Earth Science—Journal of China University of G eosciences Sept. 2008库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响罗红明1,3,唐辉明2,章广成2,徐卫亚31.中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉4300712.中国地质大学工程学院,湖北武汉4300743.河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098摘要: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.关键词:库水位涨落;土水特征曲线;饱和-非饱和渗流;库岸滑坡;稳定性评价.中图分类号:P642 文章编号:1000-2383(2008)05-0687-06 收稿日期:2008-02-25 The Influence of W ater Level Fluctuation on the B ank Landslide StabilityL UO Hong2ming1,3,TAN G Hui2ming2,ZHAN G Guang2cheng2,XU Wei2ya31.I nstit ute of Rock and S oil Mechanics,Chinese A cadem y of S ciences,W uhan430071,China2.Facult y of Engi neeri ng,China Universit y of Geosciences,W uhan,H ubei430074,Chi na3.Research I nstit ute of Geotechnical Engi neeri ng,Hehai Universit y,N anj ing,J iangsu210098,ChinaAbstract:The water level will periodically fluctuate between145and175m since normal water level storage in Three G orges reser2 voir,while the ground water seepage of landslide will be subject to great changes,which may lead to landslide instability.S o it is of great significance to study the influence of water level fluctuatation on the bank landslide stability.In this paper,a polynomial con2 strained optimized model for soil2water characteristic curve is put forward and the saturated2unsaturated seepage flow numerical mod2 el is applied.In addition,Zhaoshuling landslide is taken as an example,water seepage fields are simulated by using finite element method with the water level fluctuation between145and175m.The transient pore water pressures are used for limit equilibrium an2 alyses of landslides with taking the effects of suction on shear strength of unsaturated soils into consideration.Then we discuss the effect of the fluctuation of water level in Three G orges reservoir on the bank landslide stability.The result shows that a polynomial constrained optimized model may well fit the characteristic curve of soil and water of unsaturated soil.The stability coefficient increa2 ses gradually in general along with reservoir water level rise and the stability coefficient decreases gradually in general along with the fall of reservoir water level.However,when the reservoir water level reached155m,whether it rises from145m or falls from175 m,the stability coefficient is smallest;while the stability coefficient in period of reservoir water level rising from145m to175m is larger than that in period of falling from175m to145m.K ey w ords:water level fluctuation;characteristic curve of soil and water;saturated and unsaturated seepage;bank land2 slide;stability evaluation.基金项目:中国地质调查局“鄂西恩施地区滑坡形成机制与危险性评价”项目(No.1212010640604).作者简介:罗红明(1980-),男,博士,助理研究员,主要从事岩土体稳定性评价和岩土工程数值模拟方面的研究工作.E2mail:luohongming1980@地球科学———中国地质大学学报第33卷 水库库岸滑坡的稳定性研究对确保水电工程建设的顺利进行及其正常运营具有重大意义.特别是意大利瓦依昂水库滑坡事件之后,各国学者及地质工程师开始重视人类工程活动与周围地质环境之间的相互作用,由此掀开了滑坡研究的新篇章.由于水库调度运营,库岸边坡外的水位常处于变动之中,岸坡内外水分的相互补给使岸坡内渗流场不断变化,从而使岸坡内的孔隙水压力场也处在不断的变化之中,进而影响到岸坡的稳定性(刘才华等,2005;刘新喜等,2005;张文杰等,2006).岸坡失稳多是由岸坡外水位的这种变动引起的.有关文献报道了Roo sevelt湖附近地区1941-1953年发生的一些滑坡,结果发现有49%发生在1941-1942年的蓄水初期,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,其余40%发生在水位上升时期,包括蓄水初期.随着三峡水库2002年的蓄水以及蓄水后的正常运行,库区水位变化将对库区内滑坡的稳定性产生重要影响.因此,研究三峡库区库水位下降和上升作用下滑坡的稳定性问题既是一个复杂的理论课题,也是一个重大的工程应用问题.本文以三峡库区巴东县赵树岭滑坡为例,采用饱和-非饱和数值模拟方法计算了库水位上升和下降情况下的地下渗流场,将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析,探讨了库水位下降和上升对滑坡稳定性的影响.1 饱和-非饱和渗流模型根据三峡库区库水位调控方案,库水位在175~145m波动,非饱和区土壤水的运动和饱和区水的运动是相互联系,将两者统一起来即所谓饱和与非饱和问题.当采用水头h作为控制方程的因变量,对于各向异性的二维饱和-非饱和渗流控制方程为(张培文等,2003):99x k x 9h9x+99y k y9h9y=m wρw g9h9t,(1)式(1)中:k x,k y分别为水平和垂直方向的饱和渗透系数;ρw为水的密度;g为重力加速度;m w为比水容量,定义为体积含水量θw对基质吸力(u a-u w)偏导数的负值:m w=-9θw9(u a-u w).(2)渗流边界条件如下, 水头边界:k9h9n{Γ1=h(x,y,t).(3) 流量边界:k9h9n{Γ2=q(x,y,t).(4)2 赵树岭滑坡的渗流场数值模拟2.1 赵树岭滑坡的基本特征赵树岭滑坡(唐辉明等,2002;胡新丽等,2006)总体上为巨型勺状滑坡,是经多次局部滑移和弯曲倾倒滑移形成的综合滑体.赵树岭滑体平面上呈不太规则的长方形,中前部大致等宽.滑体东西宽约550m,南北长约900~950m,面积约50×104m2.滑体表面总体呈阶梯状,400m以上为滑坡后缘陡坡.滑坡区物质总体上可分为一个大层,即表层崩滑体层和基岩.表层崩滑体层主要由岩体经滑移形成的块裂、碎裂岩、含泥碎块石及碎块石组成,主要来源于T2b3.基岩则以T2b2紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主.崩滑体层最大厚度约50~65m.最低一个滑带位于T2b3/T2b2界面附近,该滑带形状上基本与地形起伏一致前部及中部较缓后部及下部较陡(图1).地层岩性、地质结构、地形地貌、人类工程活动、地震、降雨等几个因素在短时间内不会改变滑坡整体稳定的状况.水文地质条件是一个随时间变化的因素,特别是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,是影响滑坡整体稳定性的重要因素.2.2 赵树岭滑坡渗流计算模型根据赵树岭滑坡的工程地质特征,选择赵树岭图1 赵树岭滑坡典型工程地质剖面图Fig.1Engineering geological profile of Zhaoshuling slope886 第5期 罗红明等:库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响滑坡主滑剖面作为渗流计算主剖面.采用Geo 2slope 软件SEEP/W 进行模拟.渗流边界为:滑面为隔水边界即为零流量边界,库水位以上为零流量边界,库水位以下为定水头边界.二维有限元模型如图2所示,共剖分828个单元,891个节点.2.3 渗流计算工况本文按照三峡水库蓄水后运营时水位调节方案,设计边界水头函数如下,水位上升时:H (t )=145+t ,t ∈(0~30d )175,t ∈(30~160d )(5)水位下降时:H (t )=175-0.25t ,t ∈(0~120d )145,t ∈(120~240d )(6)2.4 非饱和渗流计算参数的确定对于非饱和土,土水特征曲线的数学模型并不是唯一的.土的类型不同,所得出的数学模型也有所不同.依据其数学表达式的形式可分为4类:(1)对数函数的幂函数形式表达的数学模型(Fredlund and Xing ,1994);(2)幂函数形式的数学模型(刘晓敏等,2001);(3)土水特征曲线的分形模型(徐永福和董平,2002);(4)对数函数形式的数学模型(蒋刚等,2001).上述4类数学模型都是关于基质吸力的函数,而且在ψ=ψb 处,4类数学模型的函数皆有定义且存在n 阶导数,因此,可以将4类土水特征曲线的数学表达式在ψ=ψb 处展开为Taylor 级数.戚国庆和黄润秋(2004)提出了在进气值<b 处按Taylor 级数展开的多项式数学模型,并与陕北黄土实测的土水特征试验对比,该数学模型拟合效果较好,无需确定经验参数,简单、易于使用.土水特征曲线一般可以写成以下表达式:θ=A 0+A 1<+A 2<2+…+A n <n ,(7)当θ=θs (饱和含水量)时,基质吸力<=0,带入图2 赵树岭滑坡计算有限元网格Fig.2Finite element mesh for analysis of Zhaoshuling slope上式得A 0=θs ,则:θ=A s +A 1<+A 2<2+…+A n <n ,(8)式(8)中体积含水量θ的取值范围为:θ∈[0,θs ],基质吸力<的取值范围为<∈[0,<max ].为了使系数{A }能够最大程度拟合土水特征曲线,笔者借助Micro soft Excel 提供的“规划求解”工具能够很好的解决这个问题.表1是赵树岭滑坡的实验数据,采用多项式约束优化模型对该滑坡土水特征曲线和非饱和渗透参数进行了计算(图3).根据以上优化模型得到体积含水量(θ)与基质吸力(<)多项式数学模型为:θ=-0.530e -8θ4+9.17e -6θ3-4.54θ2+8.24e -5θ+0.348.(9)因为C (<)=9θ9<,故容水度为:C (<)=-2.12e -7θ3+2.91e -5θ2-9.08θ+8.24e -5.(10)非饱和渗透系数同样采用多项式形式的约束优化模型进行求解,得到下式:表1 赵树岭滑坡的基质吸力(<)、体积含水量(θ)与相对渗透系数k r 的关系表T able 1Relationship of matrix suction ,water content and rela 2tive permeability coefficient on Zhaoshuling slope <(kPa )θk r80.10.03480.00056250.00.06960.00107040.30.10440.00599033.70.13920.02040029.30.17400.0526000.00.34801.000000图3 约束优化与试验数据对比Fig.3Contrast chart of holistic constrained optimization and test data986地球科学———中国地质大学学报第33卷图4 库水位上升(a )和下降(b )中地下水不同时刻的浸润线Fig.4Groundwater infiltration lines for different time of reservoir water level raise (a )and (b )level drawdow k r =8×10-8<4-2×10-5<3+1.8×10-3<2-0.0694<+1.(11)2.5 渗流模拟结果(1)库水位上升时地下水渗流特征.图4a 中,曲线数字0,1,2,3,4,5,6分别代表初始条件、蓄水5,10,15,20,25d 和30d 后地下水位位置.图4a 表明,当水位上升时,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势,地下水位的变化明显滞后于库水位上升;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.(2)库水位下降时地下水渗流特征.图4b 中,曲线数字0,1,2,3,4,5,6分别代表初始条件、蓄水20,40,60,80,100d 和120d 后地下水位位置.图4b 表明,当水位下降时,地下水位的浸润线有略向下弯曲,地下水位变化滞后于库水位下降;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.3 库水位涨落对滑坡稳定性的影响3.1 非饱和强度理论根据Terzaghi 的有效应力概念,土体内的剪应力仅能由土体的骨架所承担,土体的抗剪强度理应表示为法向有效应力的函数.因此,饱和土体的Mohr 2Coulombb 强度准则的表达式为:τf =C′+σ′t g <′=C ′+(σ-u w )t g <′,(12)式(12)中:τf 为破坏面上的剪应力;C ′为有效粘聚力;σ和σ′分别是总法向应力和有效法向应力;u w 为破坏面上的水压力;<为有效内摩擦角.工程实践证明,Mohr 2Coulomb 有效应力破坏准则适用于饱和土,在非饱和土力学中一般用(σ-u a )、(u a -u w )两个独立应力变量来描述非饱和土的应力状态,所以非饱和抗剪强度也表示成这两个独立变量的函数.Fredlund 用延伸的Mohr 2Cou 2lo mbb 公式表示非饱和土的抗剪强度:τf =C′+(σ-u a )tg <′+(u a -u w )t g <b,(13)式(13)中:(σf -u a )为破坏面上的净法向应力;(u a-u w )为破坏面上的基质吸力;<b 表示抗剪强度随基质吸力而增加的速率,数值由固结排水三轴试验获得.从式(3)可以看出,当土体饱和时,孔隙水压力u w 等于孔隙气压力u a ,因此基质吸力(u a -u w )等于零,从而平滑过渡为饱和土的抗剪强度公式.数值分析中为了便于计算,可以假定<b 为常数,并通过变换的取值大小来考察基质吸力对滑坡稳定性的影响.3.2 考虑基质吸力影响剩余推力法基于非饱和土力学理论的边坡稳定性极限平衡分析方法则是建立在非饱和土体引伸的Mohr 2Cou 2lomb 强度准则基础上的,对于库水位升降作用下的滑坡稳定性分析,不仅考虑饱和区内由于库水位波动引起的地下水压力变化对滑坡稳定性的影响,而且考虑非饱和区基质吸力变化对滑坡稳定性的影响.本方法所用的非饱和滑坡稳定性分析方法是基于饱和滑坡稳定分析中的剩余推力法进行扩展得到的.在非饱和区除了要加上负孔隙水压力引起的部分抗剪强度还要考虑不同饱和度情况下的土的容重的变化.另外还有含水量不同对非饱和介质材料抗剪强度参数的影响,为了简化问题,这里不考虑强度参数的折减.如公式(13)所示,如果令C =C ′+(u a -u w )f t g <b,(14)则公式(14)可以写成:τf =C +(σf -u a )f t g <b,(15)式(15)从形式上与饱和Mohr 2Coulombb 公式相同,这样就可以采用分析饱和边坡稳定性的方法来计算非饱和边坡的稳定性.在大多数情况下,孔隙气压力u a 为大气压力,即u a =0.具体计算时应注意C96 第5期 罗红明等:库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响是一个变化的参数,在饱和区,我们可以直接采用有效粘聚力,在非饱和区,利用式(15)求得.剩余下滑力在计算滑坡推力和稳定性时,假定该滑面取单位宽度计算,不计两侧摩擦力和滑体自身挤压力;滑动面和破裂面分别按直线计算,整体呈折线滑动.并假定每一条块剩余下滑力方向与条块底部滑面平行.在主滑剖面上取序号为i 的一个条块(如图5)分析其受力情况.其上作用有垂直荷载(W i )和水平荷载(Q i ),前者如重力和工程荷载等,后者指向坡外的水平向地震力K c W i 及水压力U i 等.该条块承受了上一分条的剩余下滑力E i -l 、倾角αi -l ,以及本条块的剩余下滑力E i 的反力、倾角αi ,底部为垂直潜滑面的反力N i 、扬压力U i 及切反力T i .通过∑x i =0,∑y i =0,进行联立求解可得.第i 块的下滑力为:T 下=W i sin αi +K c W i co s αi +(U i-1-U i+1)co s αi +E i-1co s (αi-1-αi ).(16)第i 块的抗滑力为:T 抗=W i cos αi -U i -K c W i sin αi -(U i-1-U i+1)sin αi +E i-1sin (αi-1-αi )t g <′+C i l i .(17)在非饱和区,式(17)中U i -l 、U i 、U i +l 均为基质吸力,实际上每个点的基质吸力都不相等,假设同一直线上的基质吸力呈线性分布,这样可以类似于饱和区静水压力分布规律来分析非饱和区基质吸力分布.稳定性系数为K =T 下T 抗,(18)具体计算滑坡推力时,采用减小抗滑力法.所以第i 条块的下滑力为E i =W i sin αi +K c W i cos αi +(U i-1-U i+1)cos αi -1KT 抗+E i-1λi ,(19)λi =cos (αi-1-αi )-tg <iksin (αi-1-αi ).(20)式(20)中:λi 为传递系数.通过反复迭代计算得最后一个条块剩余下滑力为0时的稳定性系数即为所求.3.3 滑坡稳定性评价采用上述方法计算赵树岭滑坡在库水位上升和下降过程中稳定性,其稳定性如图6所示.由图6可知:145m 库水位上升到175m 库水位,滑坡稳定性总体逐渐增大,但在150m 库水位上升到155m 库水位时,滑坡稳定性系数略有减小.175m 库水位下降到145m 库水位,滑坡稳定性总体逐渐减小,但在155m 库水位下降到150m 库水位时,滑坡的稳定性系数略有增大;库水位上升过程中,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势,库水位对滑坡前缘产生较大的静水压力,有利于滑坡的稳定;而在库水位下降过程中,地下水力梯度增大,对滑坡产生较大的渗透压力,不利于滑坡的稳定.库水位变化中滑坡稳定性变化情况反常的原因都是与滑坡的滑面形状有关.库水位上升和下降过程中,同一特征水位情况下库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.4 结论通过饱和-非饱和渗流场模拟及其影响下的滑坡稳定性分析评价,得到如下结论:(1)提出了土水特征曲线的多项式形式的约束优化模型,该模型不仅可以拟合非饱和渗透系数与基质吸力的函数关系,而且简单实用.196地球科学———中国地质大学学报第33卷(2)当水位上升时,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定;当水位下降时,滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.(3)库水位上升时滑坡稳定性系数逐渐增大,但在150m库水位上升到155m库水位时,滑坡稳定性系数略有减小;库水位下降时滑坡稳定性系数逐渐减小,但在155m库水位下降到150m库水位时,滑坡的稳定性系数略有增大;同一特征水位下,同一特征水位情况下库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.R eferencesFredlund,D.G.,Xing,A.,1994.Equations for the soil2water characteristic curve.Can.Geotech.J.,31:521-532. Hu,X.L.,Tang,H.M.,Ma S.Z.,et al.,2006.Numerical simulation of the3D landslide stability in Three G orgesarea based on NMR.Earth S cience—J ournal of ChinaUni versit y of Geosciences,31(2):279-284(in Chinesewith English abstract).Jiang,G.,Lin,L.S.,Liu,Z.D.,et al.,2001.Analysis meth2 od for slope stability considering unsaturated soilstrength and its application.Chinese J ournal of RockMechanics and Engineering,20(A01):1070-1074(inChinese with English abstract).Liu,C.H.,Cheng,C.X.,Feng,X.T.,2005.Study on mech2 anism of slope instability due to reservoir water levelrise.Rock and S oil Mechanics,26(5):669-773(inChinese with English abstract).Liu,X.M.,Zhao,H.L.,Wang,L.J.,2001.Research on soil water character of unsaturated pulverescent clay by ex2 periment.Underg round S pace,21(5):375-378(inChinese with English abstract).Liu,X.X.,Xia,Y.Y.,Lian,C.,et al.,2005.Research on method of landslide stability valuation during suddendrawdown of reservoir level.Rock and S oil Mechanics,26(5):1427-1436(in Chinese with English abstract). Qi,G.Q.,Huang,R.Q.,2004.A universal mathematical model of soil2water characteristic curve.J ournal of En2gineering Geolog y,12(2):182-186(in Chinese withEnglish abstract).Tang,H.M.,Ma,S.Z.,Liu,Y.R.,et al.,2002.Stability and control measures of Zhaoshuling landslide Badong County,Three G orges reservoir.Earth Science—J our2 nal of China Universit y of Geosciences,27(5):621-625(in Chinese with English abstract).Xu,Y.F.,Dong,P.,2002.Fractal models for the soil2water characteristics of unsaturated soils.Rock and S oil Me2 chanics,23(4):400-405(in Chinese with English ab2 stract).Zhang,P.W.,Liu,D.F.,Huang,D.H.,et al.,2003.Satu2 rated2unsaturated unsteady seepage flow numerical sim2 ulation.Rock and S oil Mechanics,24(6):927-930(in Chinese with English abstract).Zhang,W.J.,Zhan,L.T.,Ling,D.S.,et al.,2006.Influence of reservoir water level fluctuations on stability of un2 saturated soil banks.J ournal of Zhej iang Universit y (Engineering S cience),40(8):1365-1370,1428(in Chinese with English abstract).附中文参考文献胡新丽,唐辉明,马淑芝,等,2006.基于NMR的库区滑坡三维稳定性数值模拟.地球科学———中国地质大学学报,31(2):279-284.蒋刚,林鲁生,刘祖德,等,2001.考虑非饱和土强度的边坡稳定分析方法及应用.岩石力学与工程学报,20(A01): 1070-1074.刘才华,陈从新,冯夏庭,2005.库水位上升诱发边坡失稳机理研究.岩土力学,26(5):669-773.刘晓敏,赵慧丽,王连俊,2001.非饱和粉质粘土的土水特性试验研究.地下空间,21(5):375-378.刘新喜,夏元友,练操,等,2005.库水位骤降时的滑坡稳定性评价方法研究.岩土力学,26(5):1427-1436.戚国庆,黄润秋,2004.土水特征曲线的通用数学模型研究.工程地质学报,12(2):182-186.唐辉明,马淑芝,刘佑荣,等,2002.三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对策研究.地球科学———中国地质大学学报,27(5):621-625.徐永福,董平,2002.非饱和土的水分特征曲线的分形模型.岩土力学,23(4):730-734.张培文,刘德富,黄达海,等,2003.饱和-非饱和非稳定渗流的数值模拟.岩土力学,24(6):927-930.张文杰,詹良通,凌道盛,等,2006.水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响.浙江大学学报(工学版),40(8):1365-1370,1428.296。
三峡库区不同库水位下堆积层滑坡稳定性分析作者:武秀文崔宪丽贺可强来源:《科学与财富》2015年第33期摘要:库水位的变化将导致边坡体内渗流场的变化,进而引起边坡的失稳破坏。
本文通过分析不同饱和渗透系数的边坡,研究库水位下降时坡体内地下水位的位置变化以及渗流场类型,揭示在库水位变动过程中坡体渗透性的变化规律。
关键词:库水位下降;边坡;稳定性0 引言在全球范围内,至少有1%的水库在一定程度上会受到滑坡的影响[1],在水库边坡失稳的过程中,水是一个至关重要的外在因素,而边坡渗透系数又是一个影响边坡稳定性的内在因素。
从岩土力学的角度来看,水对岩土体的力学作用主要表现为动水压力和静水压力,在非饱和土中还存在着基质吸力。
因此水是诱发边坡失稳的主要的因素之一。
而同时水库水位变化又和渗透系数共同影响着边坡的稳定性,应视坡体渗流场类型而定[2]。
本文以三峡库区八字门滑坡为工程背景,根据饱和与非饱和渗流控制方程,针对不同库水位渗透性和不同库水位下降速率,研究库水位下降条件下滑坡体地下水位线的变化规律,进一步分析了,在不同坡体饱和渗透系数下,坡体稳定性系数的不同演化规律。
1 典型滑坡的选取所选滑坡为三峡库区八字门滑坡,根据现场踏勘,八字门滑坡是发生在第四系中的牵引式土质滑坡,滑坡特征明显,主滑方向NW110°。
滑坡平面形态呈不规则短舌状。
前缘至香溪河,高程135m,后缘壁呈弧形,高程3300m。
滑坡右边界清楚,后部多出露基岩陡坎,中段向外转折,前部沿浅沟延伸,左侧边界较模糊,大致沿小冲沟延伸。
滑体前部地形平缓,呈平台状5-15°,平台前缘地形坡度为20-25°,滑体中后部较陡,坡角35-40°。
滑体上宽150-210m,下宽380m,纵长450m,面积约11.8万m2,滑坡剖面形态呈凹型,平均滑体厚以15m 计,总体积约177万m3[3]。
2 计算方案由于研究的目的是为了揭示库水位变化及不同渗透性对边坡稳定性系数对边坡渗流场的影响规律,所以本文设计了四种研究方案,即采用不同的饱和渗透系数K=1×10-3m/s、K=1×10-4m/s、K=1×10-5m/s、K=1×10-6m/s。
库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响研究刘贵应(中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司,重庆,400023)摘要:库水位的长期周期性变化势必影响库区内崩滑体及库岸的稳定性。
特别是堆积层滑坡与库岸的稳定性对地下水周期性变化尤为敏感,本论文针对三峡库区内松散堆积层滑坡的特征,根据堆积层滑坡在库水位变化条件下的水压力变化,建立了松散堆积层滑坡渗流模型,并据此对库水位变化条件下滑坡渗流场与稳定性进行分析评价。
为松散堆积层滑坡的稳定性评价提供了另一条途径。
关键词:堆积层滑坡,稳定性评价,渗流模型Chongqing Survey &Design Institute, China Railway Eryuan Engineering Group Co.LTD , Chongqing, 400023, China三峡水库在运行过程中,每年将在145m~175m间周期性波动,库水位的长期周期性变化必将引起地下水位的长期周期性波动,从而影响库区内崩滑体及库岸的稳定性。
地下水对边坡稳定性有着重要影响,孙广忠指出“滑坡与地下水活动有关”[1],据不完全统计“三峡库区欠稳定和不稳定的崩滑体约有1190处[2]”。
“90%以上的边坡失稳破坏与地下水活动有直接的关系[3]”。
地下水对边坡稳定性的影响主要表现在两个方面:一是地下水对边坡岩土体的物理化学作用使潜在滑动面强度产生弱化作用;二是地下水对边坡的力学作用,包括孔隙水压力(静水压力)和渗透压力作用[4,5]。
根据《三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目》的通知,涉水156m及156m以上195个崩滑体、92.78Km库岸及257处(段)搬迁避让项目纳入三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目。
其中堆积层滑坡与库岸占上述致灾体的80%以上。
因此,研究库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响直接关系到目前正加紧库区滑坡的治理工作效果、库区人民的生命财产安全及水库的正常运行。
三峡库区某滑坡特征\稳定性分析及治理建议摘要:陈家沟滑坡规模大,稳定性差,通过地质勘察,对其特征、形成原因、影响因素进行了分析,并选定不同的工况对其稳定性进行了演算,提出了初步的治理建议。
关键词:滑坡特征稳定性治理三峡库区地处山地峡谷地带,属亚热带季风性气候,山高坡陡,降雨充沛,且时有暴雨发生,在三峡枢纽建成蓄水厚,库区内水位将从以前的海拔几十米提高到175m,且每年均要在145m与175m之间进行周期性调节。
岸坡中的大量古滑坡体或在外荷载、库水等环境因素的作用下产生的新滑坡体将受到潜水和长期周期性的流水冲刷、浮力减重、静动水压力、浸泡作用及水位变化产生的动荷载的影响,势必会对三峡水库、库区生产生活环境、交通安全造成一定危害。
因此,有必要对岸坡滑体进行特征分析,并进行稳定性评价,提出可行的整治措施。
1.滑坡特征1.1滑坡规模、形态特征。
该滑坡位于奉节梅溪河左岸河口地段,场地高程82m—410m,滑坡平面呈多个扇形叠加的不规则形状,滑体平均厚度53.86m,最厚达到99.35m,分布面积28.50×104㎡,体积约1500×104m3。
滑坡体形态保持比较完整,滑体两侧均有冲沟围切,滑坡区地形坡度较大,发育有多级缓坡平台,平均坡度在25°左右,但局部高达50°。
1.2滑体的基本地质结构。
由于滑体成因、序次及物质组成的差异使滑体的物质组成具有成层性,自上而下依次为:一.滑体表层土夹碎石层,为粉质粘土夹少量碎块石,厚约0m—6m,分布不连续;二.块石、碎石夹土,为滑体的主要组成部分,厚度不等,最厚可达90m,在整个滑坡中连续分布;三.似基岩层状破碎块体,厚.7.30m—36.23m,分布不连续;四.碎石、碎屑土层,挤压破碎强烈,多具一定的磨圆特征,底部发育滑动带,厚约0.4m—3m。
滑体岩土矿物成分分析显示,其矿物成分以方解石、白云石为主,含量高达60%—80%,其次为水云母、绿泥石、石英等,易溶盐含量较高,由此推断滑体岩土在水的作用下其内部结构以及力学性质均会发生不同程度的改变。