三峡库区地震活动与坝前水位关系研究

简要介绍了2003年6月三峡水库蓄水以来整个库区地震活动概况,探讨了三峡库区主要断层的渗透结构特征,详细论述了三峡坝前水位变化与库区不同库段、不同地质背景、不同成因水库地震活动的对应关系。三峡库区地震活动统计结果显示,高水位情况下若水位变幅剧烈,容易诱发地震,随着水位的上涨,地震震中呈现向长江及主要支流库岸汇聚的现象,水库地震主要受江水涨落而非构造所控制。除此之外,由于库区不同库段渗透结构差异,随着水位的上涨,库区M2.0级以上地震早期在高桥断裂一带(靠西)活动较多,后期仙女山、九畹溪两断裂(靠东)一带有一定地震活动。     

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。     

基于因子分析法的白水河滑坡影响因素分析

滑坡位移受众多因素影响,找出主要影响因素对于认识滑坡诱发机理、演化过程具有重要意义。以白水河滑坡为研究对象,依据2009—2011年位移监测资料,选取当月降雨量、前两月降雨量、当月库水位最高值、当月库水位平均值等4个影响因素作为变量进行因子分析,得到了反映白水河滑坡位移与外界诱因的两个主要因子和因子载荷矩阵,进而按年度分析了影响白水河滑坡位移的主要因素。综合分析4个影响因素在因子Ⅰ上的载荷量,得出各因素对白水河滑坡位移影响从大到小顺序为前两月降雨量当月降雨量月库水位最高值月库水位平均值。     

库水位升降与降雨条件下滑坡的渗流及稳定性分析

地下水对库岸边坡的稳定性影响重大,以库区某滑坡为例,通过对滑坡的变形特征和专业监测数据分析,结合三峡库区库水位调度方案及降雨条件,依据非饱和土渗流理论和极限平衡理论,运用有限元分析软件Geo-Studio,对该滑坡设置了8种工况,分析其在145~175 m库水位波动及降雨条件下的渗流及稳定性。计算结果表明滑坡体内地下水位随库水位升降而升降,降雨对滑体后部地下水位有一定影响;滑坡稳定性在库水位上升时减小,且上升速率越大,稳定性系数越小;库水位下降,稳定性系数先减小后增大;降雨条件下,稳定性系数有所减小。所得结果可为库岸边坡的稳定性分析提供一定参考。     

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。     

某库岸滑坡在水库运行条件下稳定性的动态变化

通过研究某库岸滑坡在库水位升降条件下的稳定性动态变化及其渗流场的分析,获得在不同速率的库水位上升和下降过程中的非稳定渗流场;将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析,以讨论库水位上升和下降对滑坡稳定性的影响。结果表明库水位上升时滑坡稳定性总体逐渐增大,而库水位下降时稳定性总体逐渐减小。对于该滑坡,库水位骤降对滑坡影...     

库水位变化和降雨作用下付家坪子高陡滑坡稳定性研究

运用非饱和土渗流理论和抗剪强度理论,以付家坪子高陡滑坡为例,采用极限平衡法,分析了库水位不同升速和降速、降雨不同强度以及库水位变化与降雨联合作用工况下滑坡的稳定性。计算结果表明库水位上升越快,滑坡安全系数的增长速率越大;降速对滑坡稳定性的影响基本上呈抛物线变化,即安全系数先减小,后增加,每个降速下均存在一个临界水位;降雨强度越大,滑坡的稳定性就越差,随着库水位的升高,降雨对安全系数的降低幅度有所减小;在研究库水位下降与降雨在时间上的最不利组合方式时,发现降雨作用在最末对滑坡稳定性的影响比作用在最初要有利;该高陡滑坡在库水位变化、降雨以及库水位变化和降雨联合作用下,安全系数的变化幅度均很小。     

基于蒙特卡洛法的滑坡稳定性二元指标评价研究

土体抗剪强度参数(c和φ)统计特性、库水位升降及降雨耦合下对滑坡可靠性的影响较大,而目前研究不足。通过蒙特卡洛模拟开展了白水河滑坡不同土性参数变异系数、相关系数组合下库水位升降及降雨的稳定性计算,得出了最不利组合下的安全系数可靠值。结果表明:滑坡失效概率随土体抗剪强度(c和φ)相关系数增大而减小。不考虑相关性容易引起对滑坡可靠性偏保守的估计,库水位上升、库水位下降和降雨三种工况下滑坡失效概率最大值分别为考虑相关时最小值的1. 7倍、31倍和29. 5倍。相同库水位变化速率下,库水位下降比上升时的失效概率显著增大。两种工况下最大失效概率分别为38. 81%和17. 94%。库水位下降叠加降雨时滑坡稳定性最差,安全系数可靠值为0. 67,c、φ变异系数均取0. 5,不考虑相关性为其参数最不利组合;中值安全系数分析滑坡稳定性时偏高,二元指标体系评价滑坡的稳定性更符合实际。     

库水位日降幅对白家包滑坡稳定性影响分析

以三峡库区白家包滑坡为研究对象,通过野外勘察和资料收集,对比分析GPS监测曲线、库水位变动曲线和降雨历时曲线,并利用Geo-Studio的SEEP模块和FLAC~(3D)分别对各种不同库水位日降幅条件下滑坡渗流场及应力应变进行了数值模拟。结果表明,滑坡的应力场、位移场、塑性区均随库水位日降幅增大而变化,其变形量及塑性区范围均随库水位日降幅的增大而增大。综合分析认为,目前白家包滑坡处于欠稳定-不稳定状态,在增大库水位日降幅条件下滑坡稳定性将会进一步降低而导致失稳。研究成果可为三峡水库调度确定库水位日降幅标准及滑坡防治提供参考依据。     

三峡库区靠椅状土质滑坡变形规律及机理-- 以秭归八字门滑坡为例

三峡水库蓄水以来,不少滑坡监测位移-时间曲线呈阶跃变化,导致稳定状态识别难度较大,严重影响滑坡预警预报,靠椅状土质滑坡尤为明显。以八字门滑坡为例,通过多次野外地质调查、长期现场巡查、10多年的GPS位移监测数据、2年多全自动监测数据等,较深入研究了该滑坡在库水涨落及降雨条件下的变形规律。结果表明,库水位下降期间,特别是库水位下降15m以后,由160m下降至145m,滑坡体变形存在20d左右的滞后,滑坡变形曲线出现突跃,日位移量达1.5～2.2mm。一次降雨量在80mm以上会明显诱发坡体加速。库水位上升期间,库水位在175m左右时,月位移量出现5～10mm负值。一次降雨量在150mm左右未能诱发坡体加速;但一次降雨量在200mm以上,滑坡体位移速度明显加大。滑坡体在降雨量诱发后,位移加速后在降雨结束后持续5～7d恢复正常水平。在周期性降雨和库水位涨落的循环作用下,滑坡体反复受到"推-拉"作用,导致滑坡的位移-时间曲线呈阶跃特征。靠椅状土质滑坡为一类特殊的滑坡,库水位升降是八字门滑坡目前变形的主要因素,而降雨对滑坡变形起到了促进作用。受靠椅状等坡体结构特征制约,在库水位升降作用下坡体会反复变形,但难以发生快速的整体破坏。     

三峡库区水环境对库岸斜坡失稳的作用机理探讨

针对斜坡的稳定性与水的关系极为密切,阐述了水环境对三峡库区库岸斜坡稳定性的影响途径,从下滑力及抗剪强度等方面具体讨论了水对斜坡稳定性的影响机理,并以千将坪滑坡与石榴树包滑坡为例,论证了库区水的作用与滑坡形成的关系。     

基于地貌演化的黄土滑坡敏感性分析

甘肃天水麦积区位于陇西黄土高原,受强降雨和历史地震的影响,地表沟壑纵横,滑坡分布广泛。如何判断不同成因滑坡的敏感性与地貌演化阶段的对应关系是值得深入研究的问题。通过详细的野外调查,总结滑坡的形态特征,将区内滑坡分为降雨诱发型和地震诱发型。基于地貌演化理论,利用面积-高程曲线参数HI值和K值判断各小流域发育阶段与侵蚀程度,开展研究区滑坡敏感性分区。结合野外实地调查获得的滑坡分布数据,计算各个不同敏感区的地震滑坡和降雨滑坡面积比例,探讨不同成因形成的滑坡的分布趋势与地貌演化阶段的对应关系,并对敏感性分区结果进行验证。分析结果表明:高敏感区(壮年期)HI值为0.35～0.6,占全区总面积的67.87%;中敏感区(幼年期)HI值为0.6～1,占全区总面积的21.33%;低敏感(老年期)区HI值为0～0.35,占全区总面积的10.8%。K值与HI值整体呈正相关关系。各敏感性分区内地震与降雨滑坡的面积与分区面积的比值随敏感性的增加而增加,降雨滑坡在中敏感(幼年期)区中分布比例最高,多为黄土浅表层滑坡,地震诱发滑坡在高敏感区(壮年期)中分布比例最高。     

基于ArcGIS的易滑地层滑坡孕灾模式研究——以湖北省保康县为例

湖北省保康县滑坡灾害发育,查明滑坡的孕灾模式十分必要。通过分析滑坡分布发育特征,选取高程分布、水系分布、岩土体类型、降水、断层分布和人类活动6个因子,基于Arc GIS操作平台进行因子敏感性分析,进而识别出研究区易滑地层。在此基础上,提取出非连续变量孕灾模式:孕灾模式A,含碎石粉质黏土+基岩为碎屑岩;孕灾模式B,含碎石粉质黏土+基岩为碳酸盐岩。采用确定性系数(CF)法识别出连续变量孕灾模式:滑坡发育面积多为1.2万~4.8万m~2,滑坡后缘高程主要集中在280~520 m高程段,总体坡度19°~31°,且发育岩层倾角9°~36°。综合以上变量,获得研究区易滑地层滑坡典型孕灾模式,可划分为2个大类和6个亚类,即基岩为碎屑岩类(根据不同斜坡结构又可细分为3类)和基岩为碳酸盐岩类(根据不同斜坡结构又可细分为3类),滑体物质成分均为含碎石粉质黏土。研究结果可为保康县滑坡灾害防治提供一定的地质依据。     

黄土台塬滑坡特征及形成机制分析

1968年盐锅峡水库蓄水后,改变了库区原来的水文地质条件,导致处在盐锅峡和八盘峡库区之间的黑方台滑坡日益频繁。据不完全统计,1968--2009年该台塬边坡地带共发生过100多次滑动。针对由水库蓄水诱发滑坡的情况,分析了黑方台的地质环境特征,重点分析了黑方台黄土塬边滑坡的分布特征、类型特征、形貌特征、结构特征及成因特征．最后对滑坡的形成机制进行初步探讨。对防治由水库蓄水诱发滑坡有一定的参考价值和意义。     

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。     

降雨型滑坡浅层滑动对土体含水率变化的响应

降雨是滑坡的重要诱因,以往的研究通常以滑体含水率达到饱和作为滑坡发生的判别指标,实际上多数滑坡发生时仍处于非饱和状态。因此,有必要研究滑坡变形对含水率变化的响应,进一步揭示降雨型滑坡致灾机理。通过野外现场监测、现场模型试验和室内土柱入渗试验等多种手段深入研究土体含水率与降雨型滑坡的相关性。结果表明:①含水率变化速率是降雨型滑坡致灾的关键指标,降雨对滑坡的影响体现在降雨引起滑坡内部含水率增加速率达到峰值进而引起滑坡失稳破坏。②前期降雨过程是含水率变化速率的重要影响因素。久旱后发生高频降雨,易使土体含水率迅速增加。③强降雨是含水率变化速率增大的关键影响因素。在相同初始条件下,降雨强度越大,含水率变化速率越大,且含水率变化速率到达峰值速度越快。     

降雨诱发全-强风化岩边坡浅层失稳模型试验研究

以珠江－西江经济带先行试验区典型降雨诱发型滑坡为研究对象,引入流体力学相似原理以韦伯准则作为降雨相似标准,开展了3组降雨诱发滑坡全过程物理模型试验。分析了边坡对降雨入渗的响应规律、入渗过程对边坡变形的影响、边坡破坏过程与破坏模式,初步获得华南强烈风化地区降雨诱发滑坡形成机理与成灾降雨特征:①浅层岩土体风化强烈造成的高孔隙率是试验区降雨诱发滑坡的物质基础,非饱和岩土基质吸力消散是试验区降雨诱发滑坡的本质原因,降雨入渗后特定的基质势(含水率)分布是降雨诱发滑坡的条件。②降雨诱发全风化花岗岩滑坡灾害所需累积降雨量比强风化碎屑岩小,强风化碎屑岩滑坡滑动影响范围比全风化花岗岩大。③强暴雨诱发滑坡灾害所需累积降雨量比间歇性降雨小,强暴雨更易诱发滑坡,且诱发的滑坡规模更大。     

水库型堆积层滑坡位移方向协调性参数及其失稳判据研究

水库型堆积层边坡位移受库水位循环涨落及降雨的影响,具有波动与震荡的特点,然而其位移变化与突变多为库水位涨落及降雨所引起,并非一定缘于边坡稳定性降低。因此,运用传统单维度位移预测参数与判据分析该类滑坡稳定性时,经常会引起误判。针对传统单维度位移预测参数与失稳判据的局限性,本文根据滑坡全息论的基本原理,提出垂直位移方向率这一水库型堆积层边坡稳定性评价的位移方向协调性参数,并深入分析与确定了水库型堆积层边坡弹性压缩变形阶段和塑性失稳变形阶段该参数与其稳定性演化的定量关系。在此基础上,根据数理统计趋势位移分析原理,建立了边坡稳定性判据准则,并运用新滩边坡F系列监测点实际位移数据进行了垂直位移方向率的稳定性计算与分析。预测分析结果与该边坡实际稳定性演化阶段相吻合,说明垂直位移方向率参数在水库型堆积层滑坡稳定性评价与监测预警中具有一定的有效性。     

地震扰动区碎石土滑坡滑动能力分析及预测

滑坡规模、形态及地形地貌条件是影响滑坡滑动能力的重要因素。在对汶川地震极震区滑坡详细调查编目的基础上,对都江堰地区51个不同形态地震滑坡的滑动能力影响因素进行了相关性分析,依据相关系数的大小识别出了影响滑坡滑动能力的主要因素。基于最小二乘法原理,采用多元线性回归方法对主要因素进行拟合,获得了研究区地震滑坡的滑动距离预测关系式。研究结果表明:影响该地区地震滑坡滑动能力的主控因素有滑坡体积、滑坡平面形态和滑坡前后缘高差;斜坡原始坡度、坡面摩擦系数和滑坡厚度与滑坡滑动距离的相关性较弱,故认为这些因素对滑坡远程滑动的贡献较少;不同几何形态滑坡的滑动能力主控因素有所差别,对不同形态地震滑坡建立了有针对性的滑动距离预测关系式。     

库水位升降联合降雨作用下白家包滑坡稳定性评价

库水位升降和降雨通过改变三峡库区库岸滑坡岩土体的抗剪强度和应力状态,影响库岸滑坡的稳定性。为探讨白家包滑坡在库水位升降和降雨联合作用下的稳定性变化特征,本文首先根据GPS监测数据定性分析白家包滑坡变形规律,再采用Geo-studio软件计算4种工况下滑坡的稳定性系数,最后采用R/S分析法计算各GPS监测点累积位移的Hurst指数,并将Hurst指数值与Geo-studio数值模拟结果进行对比分析。结果表明：白家包滑坡累积位移曲线呈“阶跃状”特征;滑坡稳定性受库水位升降和降雨的综合影响,库水位下降时稳定性系数减小,上升时稳定性系数增大,降雨也能在一定程度上降低滑坡稳定性;175~145 m加降雨工况下滑坡最小稳定性系数为1.034,处于欠稳定状态;各监测点Hurst指数均介于0.5~1之间,表明未来滑坡变形将持续加剧,与滑坡变形定性分析及稳定性数值模拟结果一致。