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。     

基于诱发因素作用特征的滑坡变形时序模型

降雨、库水位变化是滑坡发生的主要外在诱发因素,降雨和库水位变化的滞后性和周期性是滑坡变形的重要作用特征。考虑降雨及库水位变化的滞后性和周期性对滑坡累积位移的影响,直接将降雨和库水位变化作为滑坡变形位移预测的影响变量,建立多元时序模型。以三峡库区秭归县白水河滑坡为例,首先用灰色模型提取趋势项位移,然后利用滞后的降雨量和滞后的库水位的变化量预测当期的周期项位移,最后将趋势项位移与周期项位移叠加,得到滑坡累积位移的预测值。结果显示,此方法能够很好地反映滑坡诱发因素对滑坡变形的动态影响,预测的平均绝对误差为1.97%,预测精度较高。     

长江三峡库区谭家湾滑坡基本变形特征及机理分析

三峡库区谭家湾滑坡自2006年实施专业监测以来,一直持续变形,尤其是自2015年以来,变形趋势逐年增大,对库区村民的生命、财产安全造成巨大威胁。根据长期的野外地质调查、宏观巡查、滑坡地表裂缝位移自动监测数据以及12余年的人工GPS监测数据等,分析了该滑坡在强降雨和库水位变化条件下的基本变形特征和变形机理。结果表明:谭家湾滑坡属于中厚层圈椅状的降雨型牵引式土质滑坡,强降雨和持续性降雨是影响滑坡变形的主要外因,库水位变动对谭家湾滑坡影响较小。谭家湾滑坡在持续性降雨和强降雨条件下会产生明显响应,当日降雨量>90 mm或前3 d累计降雨量达到50 mm,并且当日和前1 d降雨量均>15 mm,地表裂缝位移-时间曲线、累计位移-时间曲线会出现明显的阶跃现象。目前,谭家湾滑坡变形趋势逐年增大,边界裂缝基本形成,在强降雨等极端条件下产生滑动的可能性很大,必须进一步加强监测。     

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。     

三峡库区三门洞滑坡复活机理及韧性变形研究

三峡库区蓄水诱发大量库岸古滑坡复活变形,引入“韧性变形”概念可很好地解释古滑坡在相似影响因素下的差异性变形响应情况。以三峡库区三门洞滑坡为例,通过现场地质调查及17 a的监测数据,分析古滑坡复活过程中的变形特征及“韧性变形”机制。结果表明：(1)三峡库区三门洞滑坡为平缓堆积层古滑坡,自三峡水库蓄水后复活变形,前、中、后部变形主要为塌岸、拉张裂缝或坍滑和拉张剪切裂缝;(2)在库水位下降期间,滑坡的变形对库水位的快速下降响应敏感,库水在低水位运行和上升期间,滑坡变形主要诱发因素是降雨,尤其是连续性强降雨,可引发滑坡持续性变形;(3)滑坡发生“韧性变形”时,滑体内部经历一次密实过程,使得土体的密度增大,内聚力增强,提高了土体的抗剪能力,在一段时间内拥有抵抗下次变形的力量。研究成果可为三峡库区滑坡监测预警工作提供参考。     

三峡库区老蛇窝滑坡变形规律数据挖掘

三峡库区滑坡与地质环境相关,并受库水与降雨等诱发因素的影响,研究滑坡变形与诱发因素之间的关系,有助于为滑坡预测预报提供合理的判据。以老蛇窝滑坡体为例,结合该滑坡地质结构特征与监测数据,首先采用K均值方法聚类,将滑坡变形过程定性划分为3个阶段;然后通过关联规则方法研究影响因素与滑坡位移之间的关系。结果表明：滑坡所处的变形阶段与降雨特征因子和库水位变化有密切的相关性。     

降雨条件下水库滑坡变形特征及形成机制分析

河西水库滑坡位于云南省保山市昌宁县田园镇,其后缘存在明显的拉张裂缝和错坎,岸坡挡墙和截水沟开裂变形,严重威胁溢洪道和坝体安全。从滑坡基本形态特征、地质环境条件出发,结合工程地质勘察资料,分析了滑坡的变形特征和诱发因素,判断该滑坡为大型厚层牵引-推移式顺层滑坡。在不同降雨强度和库水位变化条件下,通过Geo-Studio数值软件模拟了坡体孔隙水压力和安全系数的变化,并对其稳定性进行分析评价。结果表明:持续降雨作用使库水位上升,软化坡体前缘土体强度,坡体内孔隙水压力增大,产生自然卸荷作用,致使下滑力增加,加剧了坡体变形破坏失稳。在库水位骤降过程中,库水反压作用弱化,先期坡体水分渗透作用产生动水压力,更容易导致此类滑坡的发生。滑坡区陡坡地形和下覆岩层顺向构造为滑坡的发育创造了有利条件,而持续降雨是造成滑坡的主要因素。采用削坡反压联合抗滑桩的方式是防治该滑坡的有效手段,研究结果可为水库日常运行管理及库区类似滑坡的分析、判断和及时防治提供理论参考依据。     

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。     

基于多种监测手段的黄土坡滑坡变形演化规律

依托巴东黄土坡滑坡地表及深部位移监测点,收集相关的监测数据,分析黄土坡滑坡变形破坏特征。结果表明,黄土坡滑坡地表位移量从后缘向前缘逐渐增大;深部位移监测表明,黄土坡滑坡深部变形大部分发生在主滑带附近,少量次级滑带也发生了错动变形,主滑带附近的位移速率一般大于次滑带附近的位移速率,地表与深部位移均有分区性,前缘地带深部位移最大,中部次之,侧缘较小;地表监测与深部位移监测对比分析表明,黄土坡滑坡地表位移是由深部位移引起,有整体变形迹象。同时,结合三峡库区水位升降和降雨的变化情况,研究黄土坡滑坡变形破坏与库水位升降和降雨间的关系。黄土坡滑坡稳定性与库区水位升降和降雨有一定相关性,在评价其稳定性时应当考虑库水位升降和降雨的作用。     

三峡库区木鱼包滑坡不同库水升降速率变形响应离心模型试验研究

本文采用地表位移监测和离心机模型试验研究了木鱼包滑坡在不同库水升降速率条件下的变形响应规律,取得以下认识:(1)木鱼包滑坡在重力和库水等因素作用下,促滑段不断挤压抗滑段而发生推移式蠕滑变形.(2)木鱼包滑坡变形主要受库水位高程和升降速率影响,降雨对滑坡的变形影响有限.165 ～ 175 m水位时,较高的库水上升速率才能...     

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。     

某古碎石土滑坡复活机制与稳定性研究

为研究某碎石土滑坡复活机制及主要诱发因素,通过工程地质分析、监测和数值计算,分析了其成因机制与发育规律,利用监测数据分析了滑坡位移与降雨量之间的对应关系,揭示了碎石土滑坡变形机制以及诱发因素,分析了降雨对碎石土滑坡稳定性的影响。得出以下结论:该滑坡是多期复合型滑坡,具有牵引破坏特征,且监测数据结果分析表明,滑坡变形与降雨具有较好的对应性,降雨是滑坡的主要诱发因素。运用研究结果对滑坡进行了稳定性分析,结果表明滑坡稳定性较好。     

基于小波分析的滑坡变形规律研究

对于有多个GPS监测点的滑坡,通常只研究个别代表性较强的点的位移,以此近似反映滑坡整体变形情况,但这种以点代面的方法与实际相差较大。现利用三峡库区某滑坡长期地表位移监测资料,根据各监测点位移对滑坡整体位移的贡献率,求得综合位移曲线,再利用小波分析等数学方法推导综合位移方程,据此分析了外界因素(降雨、库水位)对滑坡变形影响机理及周期。结果表明:该滑坡现处于潜在不稳定状态,降雨和库水位对滑坡的影响周期约为12个月。应用滑坡总位移方程进行验证性预测后显示,其预测精度达到92%,因此该方程能更真实地反映滑坡稳定性现状和发展趋势,对同类滑坡的研究具有借鉴价值。     

库水位周期性变化对簸箕石滑坡的影响评价

库区水位变化对于控制库岸斜坡的稳定性具有十分重要的作用,以簸箕石滑坡为研究对象,分析库水位周期性变化对坡体变形的影响。簸箕石滑坡常年受到周期性水位调节的影响,水位的波动比水面平稳时对坡体前缘所造成的侵蚀更严重,坡体的变形也更加复杂化。基于簸箕石滑坡实地巡查,利用FLAC^3D 软件进行渗流－力学耦合计算,分析了库水位涨落过程中,滑坡体的剪应变及滑动位移规律。结果表明：蓄水之后水位变化对剪应变增量的影响不明显,但剪应变增量集中程度较蓄水之前有所增强;蓄水之后,滑坡的滑动位移随着水位的下降而增大,而水位上升过程中,位移值虽然较下降之后的值有所减小,但上升到一定水位高度之后,滑动位移继续增加。该研究成果对于簸箕石滑坡及此类滑坡灾害的预测预报具有重要的现实意义。     

基于有效降雨量的滑坡位移-降雨相关性研究

为揭示滑坡裂缝位移与降雨量之间的相关关系，探究衰减系数取值与滑坡位移的相关性，以典型降雨诱发滑坡小岩头滑坡为研究对象，采用Pearson方法对滑坡裂缝位移与日降雨量、前期降雨量和有效降雨量进行相关性分析，再基于线性拟合的Logistic回归模型，针对小岩头滑坡“阶跃”时间段的数据集进行拟合，建立不同衰减系数下滑坡位移-相关系数的逻辑回归方程。结果表明：(1)滑坡降雨有效作用期t最长为7 d,当有效降雨量达到116.9 mm时，其“阶跃”现象出现。(2)滑坡各阶段位移-降雨的相关系数r都随降雨衰减系数α_i取值的增大而增大。当滑坡衰减系数取0.7时，位移随衰减系数增减而产生的变化最明显。(3)当相关系数在“斜率最大拐点”处的产生突变时，可根据衰减系数和相关系数的变化判定滑坡是否进入加速变形破坏阶段，可使雨量监测预警模型的精确度提高。     

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。     

三峡库区白水河滑坡变形分析及评价

针对三峡库区白水河滑坡体局部复活、开展对其实施复合预警监测。通过对三峡库区白水河滑坡的地表宏观变形和监测数据分析,研究库区水位变化和降雨对滑坡的影响机理,并对白水河滑坡变形现状及趋势进行评价与预测,结果认为,降水坡水库水位下降是滑坡复活的诱发因素,两者叠加作用造成滑坡体稳定性下降。通过变形加速度及裂缝分期配套分析,截止2010年7月滑坡仍处于匀速变形阶段。     

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。     

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。