三峡库区川主庙滑坡稳定性研究

论文摘要

三峡水库蓄水运行后,库水位每年在145m175m间周期性波动,水库水位变幅达30m。库水的浸泡软化作用、降雨及库水位升降引起的地下水位波动将会降低库岸岩土体的抗剪强度,影响已有滑坡的稳定性,并有可能使原本稳定的边坡发生滑坡,这样严重威胁了三峡库区的正常运行与沿岸人民的生命财产安全。因此水库运行过程中的滑坡稳定性及其变化趋势研究成为一个重要的课题。目前,水库运行过程中滑坡稳定性变化趋势还没有一个统一的认识,且在研究及实际工程中,存在着完全依赖于数值模拟软件或根据经验概化的问题,从而使各项成果中主观成分比较大。本文在总结前人研究成果的基础上,选取云阳县川主庙滑坡为研究对象,研究在库水位下降和降雨不利条件下滑坡的稳定性问题,主要研究内容和成果如下:a.对川主庙的自然地理、地形地貌、地层岩性、地质构造等区域地质环境条件进行了详细阐述和分析。b.详细阐述了川主庙滑坡的基本特征、水文条件及变形破坏特征,并对变形监测资料进行了整理分析,并进一步分析了滑坡破坏的机理。c.本文利用少量的试验数据根据相应的数学模型对渗流函数进行拟合;而滑坡的物理力学参数则是运用试验、工程类比和反演分析三种方法进行确定。d.阐述了非饱和土渗流的基本原理,并运用二维渗流软件分析滑坡在不同库水位下降速度、库水位下降与降雨耦合工况下的渗流场变化,得出各工况下不同时刻的浸润线、孔隙水压力、总水头等值线图,并对其进行分析,并在此基础上将渗流场的数值计算结果引入基于非饱和土抗剪强度的理论中,采用ordinary法、Morgenstern-Price法、Janbu法和Bishop法对川主庙进行稳定性计算,得出各工况下川主庙滑坡的稳定性系数变化规律,并对该结果进行分析研究,探求各参数变化对滑坡稳定性的影响。e.运用FLAC3D三维软件对滑坡在天然状态和稳定蓄水位条件下的整体稳定性进行分析,对两种工况下的应力场、位移场进行对比分析。分析结果表明,川主庙滑坡在水库的正常运行过程中整体基本上是稳定的,不会整体失稳下滑,只有局部表层及风化界限处可能发生一定程度的变形破坏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究意义及选题依据
• 1.1.1 研究意义
• 1.1.2 选题依据
• 1.2 国内外库岸边坡研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 滑坡区地质环境条件
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 行政区划与交通状况
• 2.1.2 气象水文
• 2.2 地形地貌
• 2.3 地层岩性
• 2.4 水文地质条件
• 2.5 区域地质构造
• 2.6 水库运行调度情况
• 2.7 人类工程活动
• 第3章 滑坡的特征、变形机理及参数
• 3.1 滑坡的基本特征
• 3.1.1 滑坡空间形态
• 3.1.2 滑坡物质组成
• 3.2 滑坡的水文条件
• 3.3 滑坡变形破坏特征
• 3.4 滑坡监测变形特征
• 3.5 滑坡的影响因素及机理分析
• 3.5.1 滑坡的影响因素
• 3.5.2 滑坡的机理分析
• 3.6 滑坡参数选取
• 3.6.1 渗流模拟参数选取
• 3.6.2 物理力学参数选取
• 第4章 降雨与库水位下降下的非饱和土渗流分析
• 4.1 非饱和土渗流分析基本原理
• 4.1.1 基本概念
• 4.1.2 非饱和渗流的达西定律
• 4.1.3 非饱和渗流微分方程
• 4.1.4 非饱和渗流的定解条件
• 4.2 模型的建立
• 4.2.1 计算工况
• 4.2.2 有限元模型
• 4.2.3 模型的边界条件和初始条件
• 4.3 库水位下降条件下滑坡的渗流分析
• 4.3.1 地下水位线的下降模拟
• 4.3.2 渗流场的模拟分析
• 4.4 库水位下降与降雨耦合条件下滑坡的渗流分析
• 第5章 降雨与库水位下降条件下的滑坡稳定性分析
• 5.1 基本原理
• 5.2 二维模型参数选取
• 5.3 库水位下降条件下滑坡的稳定性分析
• 5.4 库水位下降与暴雨耦合条件下滑坡的稳定性分析
• 5.4.1 暴雨入渗影响滑坡的机理分析
• 5.4.2 川主庙滑坡在工况四下的计算结果及分析
• 第6章 运用FLAC3D 分析滑坡的整体稳定性
• 6.1 应用软件简介
• 6.2 模型的建立
• 6.3 计算结果分析
• 6.3.1 天然状况下滑坡整体稳定性分析
• 6.3.2 稳定蓄水位下滑坡整体稳定性分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果