论文部分内容阅读
我国是世界上受滑坡危害最严重国家之一,每年由于滑坡引起的直接经济损失达200亿元,用于滑坡治理的费用则更高。水库库岸滑坡作为滑坡的一种,与一般山地滑坡相比,有其特殊的一面,库岸滑坡一旦失稳,大量的岩土体滑入水库将减少水库的有效库容。同时,滑坡体高速滑入水库,会造成巨大的涌浪,直接危及航线船只、库区坝体及沿岸居民的生命财产安全,将造成巨大的经济损失及不良的社会影响。库水位变动是诱发库岸滑坡失稳的主因,目前对其的研究还不够深入,大多数有关渗流模型仅涉及全饱和带,即使考虑非饱和带,也是通过对饱和带参数折减来代替其真实的参数,从而使评价结果与实际有较大的出入。
为了分析库水位下降时,边坡渗流场的变化情况及其对边坡稳定性的影响。论文分析库水位变动期间的渗流场变化特征,并且运用非饱和土的渗流和抗剪强度理论,对滑坡稳定性进行了分析,得出库水位变动条件下滑坡渗流和稳定性的变化规律,对研究库区边坡稳定性有一定的参考作用,具有重要的学术、经济、环境及社会意义。
本文首先探讨水岩之间的相互作用及库水对滑坡体的水力学效应,并对地下水渗流理论和微分方程进行推导,接下来选取三峡库区石榴树包滑坡为研究对象,应用GEO-STUDIO模拟分析软件建立滑坡区地质模型,模拟一个水文年内,水库正常调度及特殊工况下,滑坡体内地下水渗流场的变化规律。在此基础上,采用剩余推力法,计算滑坡体稳定性的变化规律,并对所得到的结果进行一定的研究。取得如下成果:
1、石榴树包滑坡在库水位正常调度情况下,仅受库水位变动的影响,滑坡处于稳定状态。但是稳定性系数不大,特别是滑体前缘部分,有下滑的可能;石榴树包滑坡前缘存在最危险滑动带,其发生滑动的可能性要比滑坡整体下滑的可能性大,应引起足够重视。
2、库水位变动对滑坡体渗流场的影响有:库水位下降时,模拟结果显示地下水浸润线向下弯曲;库水位上升时,地下水浸润线向上弯曲,说明坡体内地下水位线的变动总是滞后于库水位的变动,速度越大,滞后越明显,随着时间的延长,水位变动对地下水渗流场的影响逐渐向滑坡体深部发展,最终趋于稳定。水位变动幅度相同,速度越大,对地下水渗流场影响范围越小。在库水下降相同时间内,库水位降速越大,对地下水渗流场影响程度越大。
3、不同时刻对应的滑坡体稳定性系数模拟结果表明:最小安全系数发生在库水位下降期间,泄水速度越大,滑坡体达到最小安全系数所需的时间越短,且水库泄水到同一水位时,降水速率越大,库岸的安全系数就越低,越可能发生滑坡,说明在水库进行泄水时应尽量延长降水的时间,避免水位的突降。库水位下降过程中,滑坡稳定性系数出现“先降后升”,原因是库水位开始下降时,地下水迅速向外渗流形成了一定的动水压力,增加了坡体下滑力,从而抵消了由于地下水位下降对滑体的浮力减重作用,导致稳定系数的降低,但随着时间的推移,滑坡体内地下水逐步渗出,动水压力逐渐减小,故而又呈现随着水位下降,稳定性系数不断升高的特征。
上述研究成果为石榴树包滑坡灾害预测预报提供了理论依据,对进一步研究三峡水库滑坡渗流场及稳定性变化的规律有一定的参考价值。