库水位升降下三峡库区滑坡堆积体渗流滞后性研究

三峡水库库区涉水滑坡较多,滑坡渗流特征及滞后性对水库滑坡稳定性分析评价具有非常重要的意义。为此,采用数值模拟方法对三峡库区涉水滑坡体在库水位升降作用下的渗流滞后性特征进行了研究,提出将滑体饱和渗透系数与库水位升降速率的比值定义为滞后系数作为评价滞后性的重要指标,从而得出滞后系数与水位变动带坡度为影响滑坡渗流滞后性的主要因素,并给出了计算其渗流滞后时间的简便方法。研究结果表明:饱和－非饱和界面的基质吸力是渗流滞后性产生的主要原因,可将滞后系数35近似作为渗流滞后型与同步型的界限值,滞后系数1.67与2.5作为区分滑坡滞后性强、中、弱等级的划分值;当库水位下降速率保持0.6m/d时,库区45.7%的滑坡渗流为强滞后型,当增大库水位下降速率为1.2m/d时,强滞后型滑坡数量达到64.4%。     

库水升降速率对老蛇窝滑坡稳定性影响分析

通过监测资料分析和滑坡稳定性数值计算,探讨了三峡库水位在不同升降速率下对老蛇窝滑坡稳定性的影响规律。研究结果表明,理论上库水位上升有利于老蛇窝滑坡的稳定,但实际运行中库水位上升是不利于滑坡稳定的,因为库水浸泡会使滑坡前缘塌岸;老蛇窝滑坡为动水压力型滑坡,最主要诱发因素为库水位的下(骤)降;老蛇窝滑坡稳定性的临界库水位调度速率为0.9 m/d,即当库水位下降速率大于0.9 m/d时,滑坡K值小于1。     

滑坡治理工程对库水位变化的响应特征 ——以三峡库区张飞庙滑坡为例

三峡库区张飞庙滑坡是三峡水库蓄水后引发的堆积层推移式大型滑坡,采取的主要治理工程措施有:削方减载、反压坡脚和实施抗滑桩工程。基于对滑坡2007～2009年现场监测数据的研究,分析了治理前后滑坡变形特征以及抗滑桩对库水位变化的响应特征;采用数值模拟手段对比分析了库水位连续变化过程中,滑坡体的应力、变形、稳定性和抗滑桩滑面处弯矩与库水位变化的关系。研究表明:治理工程实施后,滑坡变形得到了有效控制,在库水位作用下,滑坡治理范围的变形要明显小于滑坡前缘未治理区域,滑坡体及抗滑桩在库水位160～165 m变化或者水位变幅超过0.6 m/d时受影响最大。     

三峡库区杨家沱滑坡稳定性分析及复活判据研究

水库库岸滑坡是水利水电工程建设中较为常见、危害严重的自然灾害之一。选取三峡库区杨家沱滑坡为对象开展了水库库岸滑坡的稳定性及失稳复活判据方面的研究。借助于GPS监测数据对滑坡稳定性进行了初步判断,杨家沱滑坡目前处于基本稳定状态;采用Geo-studio软件,分析了在库水位变动和最危险库水位变动叠加降雨两种工况下杨家沱滑坡稳定性。结果表明:安全系数随库水位的上升不断增大,随库水位的下降而不断减小,属于典型的动水压力型滑坡;杨家沱滑坡最危险的库水变动工况是库水位以3 m/d的速度下降;杨家沱滑坡的复活判据为库水位以3 m/d速率下降同时叠加2 d雨强达358 mm/d的降雨。研究成果可为水利水电工程防灾减灾工作提供一定的参考与借鉴。     

降雨作用下不同库水位升降速率对某滑坡稳定性的影响

实践表明,水库蓄水后库水位涨落对边坡稳定性有显著影响。三峡水库运行期的库水位周期性升降,有2种不同的消落方式:第1种是汛前大幅度缓慢消落方式,水库水位从175.0 m缓慢下降至145.0 m,平均下降速度为0.2 m/d,第2种是汛期消落方式,水库水位从162.0 m快速下降至145.0 m,平均消落速度为1.2~2.0 m/d。以三峡库区秭归县某滑坡为研究对象,利用有限元计算软件,取不同库水位升降速率(以最危险工况下的库水位下降速率2.0 m/d为初始值逐渐增加)进行滑坡渗流计算,获得不同库水位升降速率下的地下水位,采用Morgenstern-Prince法,考虑库水位升降速率变化引起的地下水位变化,计算获得滑坡在不同条件下的稳定系数,并得到不同库水升降速率下滑坡稳定系数变化图。研究表明,随着库水下降速率的增大,滑坡的稳定系数逐渐减小,且在速率变化的初期阶段,稳定系数出现明显的陡降。     

库水与降雨对凉水井滑坡变形及稳定性的影响

三峡库区内大量的涉水库岸边坡,其稳定性不仅受库水涨落的影响,而且还受到库区降雨的影响。为了分析凉水井滑坡在库水下降及降雨联合作用下的变形与稳定性响应规律,利用Geostudio有限元软件分析了8种不同工况下凉水井滑坡的变形特征与稳定性演化规律,定义并获取了滑坡各处的降雨响应因子与联合响应因子。变形结果表明,滑坡前缘变形主要受库水下降控制,而后缘变形则受控于降雨;库水降雨联合作用时滑坡表现出牵引式的运动特征,且在滑坡中后部出现了一个变形响应“迟钝”的区域。稳定性分析表明,滑坡稳定性主要受库水下降控制,其稳定系数随下降速度的增加而降低。但当库水下降速度大于0.6 m/d时,随着库水下降速度增加滑坡稳定系数的降幅逐渐减小,库水下降速度大于1.0 m/d时,库水下降速度的增加对稳定性影响较小,其稳定性对50年一遇的暴雨更加敏感。     

库水升降作用下三峡库区三门洞滑坡变形响应特征

三峡库区三门洞滑坡自设立专业监测设施以来,一直发生持续蠕滑变形。通过野外调查、GPS监测数据分析,并运用Geo-studio有限元软件对滑坡进行渗流场模拟,分析了库水位不同升降速率下滑坡的稳定性。研究结果表明:①库水位上升时,滑坡的稳定性呈上凸型,表现为先上升后下降;当滑坡以1.6 m/d的速率上升时,滑坡稳定性最大。②库水位下降时,滑坡的稳定性呈下凹型,表现为先下降后上升;不同降速下的稳定性极值不同,但最终的稳定性基本保持一致。③三门洞滑坡作为典型的堆积体滑坡,库水位的升降是导致滑坡发生变形的主要因素,目前一直处于蠕滑变形状态,但不会发生整体性破坏。     

三峡库区水位变幅对奉节何家坡滑坡稳定性影响分析

为了更好地研究在三峡库区增大库水降幅条件下奉节何家坡滑坡稳定性,预测评判其发展趋势,通过现场地质调查和勘探,分析了何家坡滑坡的变形模式与形成机制,并考虑了库水位骤降作用。利用Geo Studio有限元分析软件对滑坡在增大库水位变幅的极端工况下进行渗流场模拟与稳定性计算。研究表明,何家坡滑坡变形主要集中在坡体前缘与中部,表现为逐级牵引式变形破坏,库水位降幅1.2 m/d条件下整体处于基本稳定状态。随着库水位下降速率增大,滑坡稳定性系数不断降低,属典型的动水压力型滑坡。     

水库水位下降速率对滑坡稳定性控制作用研究

库岸滑坡失稳多与水库水位波动相关,尤其是水库快速泄水过程发生滑坡的几率更大。已有研究显示,水位快速变化将改变滑坡稳定性,因此研究水库水位下降速率与坡体稳定性的演变,对一定程度上控制或减缓地质灾害发生具有实际意义。采用有限元数值模拟,分析不同水位下降速率对滑坡渗流场的影响,结合极限平衡法探讨水位变动速率对滑坡稳定性的影响机理和规律。结果表明:随着水位下降速率不断增大,水头差呈非线性(二次多项式)增加;水位下降速率由1 m/d增大至3.5 m/d时,滑坡整体最小稳定性系数降低6%;当水位下降速率大于2.5 m/d时,滑坡体将发生失稳;滑坡体稳定性系数最小值所对应的水位成阶梯式下降,在1/2和1/4坡高处,滑坡体稳定性较差。     

三峡库区某退水型滑坡饱和-非饱和渗流机理分析

滑坡是三峡库区危害性最大的地质灾害,而水库型滑坡在三峡库区占极大比重,约60%的水库型滑坡发生在库水骤降期,40%发生在水位上升期。以三峡库区某退水型滑坡为例,基于水库水水位实际运行情况,联合降雨作用划分不同工况,运用Geo-Studio进行数值分析。结果表明,滑坡滑面和滑坡溢出边界处动水压力最大,不利于坡体稳定;退水时上部土体抗剪能力提高,下部削弱,不利于滑坡的稳定;增大库水水位日降幅情况下,退水型滑坡稳定性减小。     

库水长期升降作用下库岸边坡稳定性研究

选取三峡库区典型库岸的砂岩进行"浸泡-风干"循环试验,模拟库水升降条件对库区水位变幅区岩石强度的影响。根据岩石试验结果和岩体RMR法推算出经历不同水位条件下岩体参数劣化规律,并通过数值模拟研究变幅区砂岩的劣化对库岸典型滑坡区库岸稳定性的影响,分析库岸边坡在库水长期作用下演化规律。研究表明:水位升降过程对变幅区岩体质量的劣化作用较为明显,会导致库岸边坡破坏的时间大为缩短;库岸坍塌破坏过程与此类滑坡稳定性有直接的联系,可能最终会导致此类滑坡复活。研究成果可为库区内此类滑坡长期稳定性分析提供参考。     

三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理

三峡库区内许多滑坡受库水位周期性涨落及降雨的影响,其变形时间曲线呈阶梯状,滑坡变形呈现出阶跃型动态变形演化特征。为了深入研究阶跃型滑坡的动态变形机理,评价预测该类型滑坡的稳定性及发展趋势,本文以白家包滑坡为例,根据现场地质调查及勘查资料,充分利用挖掘十多年的监测数据,分析其动态变形特征、变形机理、影响因素和稳定性,预测其动态变形发展趋势。结果表明此类滑坡由于渗透性能较差,当水库退水时,坡体内地下水向水库排水缓慢,形成地下水与库水位的正落差,指向坡体外侧的渗透压力增大,使得坡体稳定性降低。并且库水位下降速率越大,滑坡位移速率就越大。     

三峡库区某滑坡流固耦合分析及失稳预测

三峡库区建成后,在库水的周期性涨落作用下,一些滑坡的地质条件已显著改变。有些滑坡已近失稳边缘,若此时遭遇库水下降影响及强降雨的作用,滑坡极有可能失稳。介绍利用大型通用有限元软件ABAQUS对三峡库区某滑坡在库水下降及降雨作用下进行流固耦合计算,并分析其应力场和位移场的变化结果,提取水平位移数据作为滑坡变形预测依据,得到库水位由175m下降至145m再叠加50a-遇强降雨时为滑坡最危险工况;滑坡变形趋于基本稳定的成果。     

基于遥感的三峡库区库岸岩土体类型及空间分布研究

 三峡水库175 m蓄水后,库区水位在30 m范围内周期性波动,将引起地下水位变化和库岸再造,对土质岸坡和岩质岸坡产生不利影响。确定岸坡类型及其空间分布是评价岩土体稳定性的重要内容,采用传统方式在库区 5 311 km 的大范围内开展调查工作需要耗费大量的人力和财力。借助遥感技术,利用泥沙指数 SI 提取试验区相对泥沙浓度,并对泥沙浓度进行等级划分;通过不同等级的泥沙浓度划分,可大范围快速圈定土质岸坡和岩质岸坡的空间分布。经在三峡库区长江干流32个区段的野外实地验证,该方法划分岸坡类型的精度达 84.375%。     

三峡工程库区主要环境地质问题及处置对策

 三峡工程库区地质条件较为复杂,存在着塌岸、滑坡崩塌、浸没等7个方面的主要环境地质问题,在移民迁建工程建设过程中还遇到了诸如回填砂地基、人工高边坡等问题。在对主要环境工程地质问题进行综合性概括的基础上,提出了“以人为本、安全第一,以防为主、防治结合,主动介入、效益优先”的处置原则。     

综合评价山洪灾害风险的GIS方法

在地理信息系统软件ArcGIS的支持下，利用GRID模块地图代数功能，选取最大3d降雨量、集流面积、坡度和土地利用类型等指标，并考虑山洪引起滑坡泥石流和水土流失灾害等因素，采用层次分析法确定因子的权重，用加权平均法来评价山洪风险，并以三峡库区湖北片为例，评价了该地区的洪灾风险，经检验，证明其评价方法是符合实际的，操作也很简便。     

三峡库区水位变化对树坪滑坡变形影响机制研究

三峡水库蓄水后,众多涉水型滑坡均有变形迹象,尤其在库水位下降过程中,多数滑坡变形加剧。树坪滑坡属巨型古堆积体滑坡,距三峡大坝坝址约47 km,数年监测结果显示树坪滑坡在库水位下降过程中有强烈变形,若失稳将造成重大损失。为此,现场采集了树坪滑坡近几年监测数据,结合地质调查及勘探资料对其变形机制进行分析,结果表明：树坪滑坡地下水位与库水位涨落保持一致,库水位相对滞后,库水位下降时产生不利于滑坡体稳定性的动水压力,此时 GPS 数据表现出滑坡发生较强烈的变形,具有典型的动水压力型滑坡特征;自动位移计监测结果表明：树坪滑坡在库水位蓄水至175 m 水位后主要发生整体变形,由下部变形牵引上部滑动,具有牵引式滑坡的变形特征。