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。     

水库型滑坡稳定性动态变化过程有限元分析

以长江干流上大型岩床土质涉水白水河滑坡为研究对象,结合地质勘察、宏观变形迹象及监测成果分析,对水库型滑坡的变形特点及水动力作用下的稳定性进行了有限元分析,揭示了库水位变化、降雨对滑坡稳定性影响的特点。结果表明,白水河滑坡的变形和稳定性主要受库水位下降和强降雨的影响。研究成果可为水库型滑坡的灾害防治提供参考。     

库水与降雨联合作用下藕塘滑坡稳定性研究

三峡库区因降雨充沛、地质环境脆弱而地质灾害频发,库水及降雨作用是导致库区滑坡变形破坏的重要影响因素。藕塘滑坡为一滑体深厚、多序次解体、规模巨大的靠椅状顺层岩质涉水滑坡,通过建立藕塘滑坡多滑带地质模型,来研究库水联合降雨作用下滑坡的变形和稳定性。结果表明,藕塘滑坡为动水压力型滑坡,浅层滑体对降雨强度和库水位波动敏感性较高,其稳定性主要受库水位波动影响;深层滑体稳定性在降雨强度低于160 mm/d时受库水位波动和降雨强度综合作用影响,反之主要受降雨强度影响;虽然前缘反翘段和前期治理工程具有一定阻滑作用,但藕塘滑坡整体处于潜在欠稳定状态,在大暴雨及库水位骤降作用下可能发生失稳破坏。     

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。     

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。     

三峡库区树坪滑坡地下水变动研究

以三峡库区树坪滑坡为研究对象,利用监测仪器对该滑坡地下水位进行监测,并结合库水位、日降水量及位移监测数据分析库水位和降水对滑坡变形的影响,结果表明:降水对滑坡体高程约180 m处地下水位影响不大;树坪滑坡变形主要为局部变形,变形主要发生在滑坡前缘,滑坡前缘变形主要是库水位升降引起的。利用Geo-studio软件进行渗流数值模拟,模拟4种库水位上升或下降工况下滑坡体前缘地下水位的变动情况,结果表明:库水位上升或下降时对滑坡体前缘地下水位影响较大,且地下水位随库水位的波动而变化;在库水长期浸泡作用下,滑坡体发生软化,强度降低,且库水入渗后,因滑坡体渗透性小而在土体内产生渗流力及超静孔压,并缓慢消散,进而引起滑坡体局部变形。     

三峡库区滑坡工程加固和生态护坡措施研究进展

三峡库区干、支流跨度极广,受地层岩性、岸坡结构、库水波动及强降雨的影响,库区频发以滑坡为主的地质灾害。结合三峡库区滑坡的分布规律,分析了降雨和库水波动两种主要外因作用下不同工程地质类型滑坡的变形响应特征及失稳机理,总结介绍了三峡库区滑坡灾害治理所采用的抗滑桩支护、挡土墙支护、锚杆(索)加固3种主要工程措施的支护原理和设计计算方法,以及生态护坡技术的加固机理及其在三峡库区的研究试验和推广使用。研究认为：目前三峡库区滑坡治理主要以工程措施为主,一般较少考虑滑坡防治的生态效应,今后的研究可针对三峡库区降雨型滑坡特点,更深入地探索库水波动、强降雨等外因作用下生态-结构复合护坡体系的联合加固机理及设计评价方法。     

三峡水库蓄水条件下树坪滑坡稳定性影响分析

三峡库区众多涉水滑坡在库水位下降阶段均出现明显的变形加剧现象,树坪滑坡作为其中之一,在库水位下降阶段也出现了明显变形,自2003年三峡水库蓄水以来一直变形不止。为此,结合地质调查和监测资料,通过监测数据和Geo-Studio数值模拟分析方法,将其治理前后进行对比。结果表明:树坪滑坡稳定性与库水位升降保持一致,稳定系数随着库水位的涨落而变大变小,特别是在库水位下降期间,坡体内水位线明显滞后于库水位,产生不利于滑坡稳定的动水压力。滑坡治理后整体稳定性得到提升,稳定性系数伴随库水位变化在很小的范围内波动。研究成果可为库区类似涉水滑坡的治理工程提供相关经验和参考,并为三峡库区管理提供理论依据。     

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。     

滑坡前缘开挖后滑坡变形特征分析及稳定性评价——以贵州省岑巩县大榕滑坡为例

岑巩县大榕滑坡发生后,形成堰塞湖,为了疏通河道,对滑坡前缘进行了分级开挖碾压。为掌握大榕滑坡的稳定性状况,对滑坡实施了安全监测。对监测数据进行分析发现：滑坡发生后坡体处于稳定状态;在前缘开挖及强降雨作用下,坡体出现较大变形,之后的2～3个月处于应力与状态大幅调整阶段;特定环境下强降雨或长时间连续降雨对土体的含水率的影响是有限的,含水率不随降雨强度的增大而无限增大,但孔隙水头明显与降雨强度有关,可能成为滑坡发生滑动的主要因素。监测数据及极限平衡法分析表明,该滑坡整体稳定性较好,在强降雨作用下局部处于欠稳定状态。     

库水位变化和降雨作用下三门洞滑坡流固耦合分析

目前对三门洞滑坡的已有研究都重点关注稳定系数和变形特征,缺乏对孔隙水压力及应力演化特征的系统性研究。采用Abaqus建立滑坡的三维计算模型,推导库水位变化和降雨入渗的耦合边界条件,提出基于莫尔-库伦和最大拉应力准则相结合的复合准则,模拟滑坡在库水位变化和降雨共同作用下的变形演化过程。系统探讨了滑坡的孔隙水压力分布、位移场、应力场和塑性区分布特征,并综合数值模拟结果分析了库水位变化和降雨入渗条件下的边坡稳定性问题。结果表明:在强降雨和库水位缓慢下降综合作用下,三门洞滑坡在滑坡中后部和前缘分别出现局部的张拉和剪切破坏,滑体内渗流场发生较大变化,导致滑体内孔隙水压力、应力、位移和等效塑性应变整体增大,但并未出现塑性破坏区,边坡整体处于稳定状态。     

降雨作用下库区滑坡稳定性分析

文章采用GPS针对某大型滑坡体进行长期监测,利用Geo-slope结合降雨条件下实际渗流场,分析降雨作用下滑坡体的稳定性变化规律。结果表明:降雨量对滑坡稳定性影响较大,在时间上滑坡的稳定性与降雨量具有一致性;滑坡安全系数与降雨量成反比,其安全系数减小趋于稳定后滑体将会发生失稳;针对降雨作用下库区滑坡,提出了合理的防治措施。     

降雨作用下滑坡渐进破坏概率分析与应用研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因，为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理，分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响，将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中去，探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征。首先，推导了降雨作用下考虑基质吸力作用的滑带土条块安全余度的表达式，然后，在此基础上，同时考虑滑坡土强度参数及功能函数的模糊随机性，分别计算条块的局部破坏概率、渐进破坏概率和扩展破坏概率，从本质上研究降雨作用下滑坡时空演化过程。以河南嵩县白河滑坡为例，长期持续的强降雨入渗则是其诱发的主要因素，斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式，应用模糊模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程，为支护设计提供理论依据。     

阶地型降雨滑坡的发育特征及成因机制分析——以大仁烟村滑坡为例

为探索降雨因素—河流阶地孕育滑坡的相关性,更深入地认识这类河流岸坡的变形破坏过程,在广泛分析大仁烟村滑坡地质结构的基础上,研究阶地型滑坡的失稳控制边界以及变形失稳机制模型。结合滑坡地质调查,利用有限元数值软件对降雨条件下的斜坡稳定性进行了模拟分析,进一步对降雨条件下斜坡的应力场、应变场和位移场进行了综合分析。研究结果表明:(1)中陡的地形、结构松散且易软化的阶地堆积体物质,以及陡倾的控制性结构面为该滑坡的形成创造了地质条件,而强降雨是主要触发因素;(2)滑坡剪出口位置位于坡脚施工开挖区域,滑坡的滑带位置位于强、弱风化基岩接触部位,岩土体的失稳高度达到200 m;(3)通过降雨条件下的应力、应变、位移场变化,推断其形成机制属于降雨作用下的推移式滑坡,滑体造成坡脚的桥墩瞬间被剪断。这些分析对阶地型降雨滑坡失稳机制的研究及稳定性评价具有一定的意义。     

降雨作用下滑坡渐进破坏动态演化研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因,为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理,分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响,将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中,探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征.通过推导降雨作用下考虑基质吸力的滑带土条块安全余度的表达式,并在此基础上,同时考虑滑带土强度参数及功能函数的模糊随机性,分别计算条块的局部破坏概率、扩展破坏概率和渐进破坏概率,从而研究降雨作用下滑坡时空演化过程.以嵩县白河滑坡为例,计算结果表明:长期持续的强降雨入渗是其诱发的主要因素,其斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式.最后应用模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程,结果可为支护设计提供理论依据.     

降雨作用下不同渗透性系数对滑坡稳定性的影响

近年来,三峡库区库岸滑坡调查发现,库区滑坡的稳定性与降雨密切相关,以三峡库区秭归县某滑坡为研究对象,分别取3种不同的饱和渗透性系数,通过不同周期降雨强度理论计算得到滑坡区域各强度降雨值。利用有限元计算软件,模拟研究了该滑坡在不同降雨强度作用下渗流场的变化情况,并根据渗流结果计算得到该滑坡在20 a一遇降雨强度下稳定性系数表。研究表明,当滑坡遭遇持续性强降雨时,渗透性系数越小的滑坡稳定性越低。     

坡脚冲刷作用下近坝库岸边坡滑坡模型试验研究

为研究坡脚冲刷作用对边坡稳定性的影响,基于某水电站近坝库岸边坡滑坡区实测降雨资料,通过自行研制模型试验装置,进行了坡脚冲刷作用下室内边坡滑坡模型试验,分析了坡脚冲刷作用下的边坡滑坡特性。研究表明:坡脚冲刷作用是引起边坡滑坡的主要因素,即:由于强降雨引起河水对边坡侧向产生冲蚀会掏空坡脚的岩土体,且坡脚已冲刷的边坡在降雨作用下不利于边坡稳定,使得边坡失稳下滑会引起边坡滑坡。此时,坡脚处滑坡会不断向边坡上部发展,坡脚冲刷作用下的滑坡以滑动滑坡为主,滑坡类型为浅层牵引式滑坡。     

降雨与库水作用下木竹坪滑坡稳定性分析

采用GEO-SLOPE有限元计算软件对木竹坪滑坡在库水位上升、降雨、库水位上升和降雨共同作用下的地下水渗流场变化及稳定性进行了数值模拟计算。结果表明:不同工况条件下,地下水位线位置相差很大,但各工况下最可能滑动面的范围几乎一致;库水位上升和降雨共同作用对滑坡稳定性影响最为不利,其安全系数最小。     

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。