重庆市云阳县凉水井滑坡在库水下降条件下的稳定性分析

论文摘要

三峡水库范围广、规模大、地质条件复杂,三峡库区沿岸地质灾害频发,严重威胁着三峡库区水库的正常蓄水。据统计,大约有60%的库(河)岸边坡的失稳是发生在水位下降条件下。因此,研究库水位下降过程中的水库滑坡稳定性具有重要的现实意义。本文重庆市云阳县凉水井滑坡为例,通过分析其基本形态、物质组成、变形特征、影响因素及形成机理,了滑坡的工程地质模型,在此基础上,建立滑坡渗流分析模型,运用有限元中的饱和非饱和渗流理论对库水位下降过程中不同降速下的滑坡渗流场特征进行了深入研究,并根据计算得到的渗流场进行滑坡稳定性分析,得到不同降速下的滑坡稳定性变化规律。并取得以下主要成果：(1)研究了凉水井滑坡赋存的地质环境背景,包括地形地貌、地质构造以及水文地质条件等；(2)对滑坡的基本特征进行了详细描述,包括滑坡边界、规模、形态以及物质组成等,另外,通过对滑坡变形监测资料的分析,阐述了滑坡产生变形的内外因素、滑坡的变形破坏机理。(3)在饱和—非饱和渗流理论的基础上,采用SEEP/W有限元软件模拟了库水下降过程滑坡渗流场。当库水位由175m下降至145m时,在滑体内外引起了水位差,从而产生了指向坡外的动水压力；随着库水位的下降滑体内的非饱和区逐渐扩大,饱和区不断减小,滑体的有效应力增加。(4)库水位的下降主要影响滑体内的渗流场,而对滑床内的渗流场几乎没有影响。随着库水位的下降,渗流影响范围内的滑坡前缘总水头降低,滑坡中前部水力梯度随着库水位的降落不断增大,且最大水力梯度发生在滑坡坡脚附近。地下水位的下降滞后于库水位的下降引起的水位差作用下产生的；库水位下降将引起滑体内负孔隙水压力的产生,主要分布在浸润线以上的非饱和区,随库水位的下降,浸润线以下节点的正孔隙水压力绝对值降低,浸润线以上的滑体表层节点的负孔隙水压力绝对值不断增加。(5)在渗流分析的基础上,采用非饱和土抗剪强度理论及强度折减法,对库水下降过程中的滑坡稳定性进行了数值分析,研究了不同降速下的稳定性变化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水-岩相互作用研究现状
• 1.2.2 饱和-非饱和渗流研究现状
• 1.2.3 库水作用下的滑坡稳定性研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 第2章 滑坡地质背景
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 气象水文
• 2.2 区域地质条件
• 2.2.1 地形地貌
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 地质构造与地震
• 2.3 水文地质条件
• 第3章 滑坡基本特征及机理分析
• 3.1 滑坡基本特征
• 3.1.1 滑坡边界、规模及形态
• 3.1.2 滑坡物质组成
• 3.1.3 滑坡水文地质特征
• 3.1.4 滑坡物理力学性质
• 3.2 滑坡变形破坏特征
• 3.2.1 地表变形特征
• 3.2.2 监测资料变形特征
• 3.3 滑坡的影响因素及机理分析
• 3.3.1 滑坡影响因素
• 3.3.2 滑坡机理及稳定性分析
• 第4章 库水下降过程中滑坡饱和非饱和渗流分析
• 4.1 饱和非饱和渗流理论
• 4.1.1 基本微分方程
• 4.1.2 非饱和方程的定解条件
• 4.2 滑坡渗流模型的建立
• 4.2.1 数值模型的建立
• 4.2.2 参数选取
• 4.2.3 计算工况
• 4.2.4 边界条件和初始条件
• 4.3 库水下降过程中的滑坡渗流场及稳定性分析
• 4.3.1 工况一下的滑坡渗流场及稳定性分析
• 4.3.2 工况二下的滑坡渗流场及稳定性分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献