论文部分内容阅读
滑坡岩土体力学参数是开展滑坡稳定性定量研究及治理设计的重要参数之一,常见的力学参数确定方法主要有室内试验法、现场试验法、工程类比法及反分析法。室内试验受“取样随机性大、试样尺寸小、受扰动及加载条件简化”的影响,且由于滑带中有时含有一定量的碎石,试验过程中常常未考虑碎石的影响,使得试验结果偏离滑坡的实际力学参数,具有一定的局限性;现场大型试验虽然克服了室内试验的部分弱点,但其往往试验周期长、费用高;工程类比法所得的参数值往往因人而异。基于位移反分析的岩土体力学参数因其最能反映真实力学参数,在实际工程中应用较广泛。
温泉村滑坡是雅砻江流域的一典型的大型滑坡,为一古滑坡复活体,具有多次、多期的滑动变形特征。监测资料表明:自08年7月强降雨以来,滑坡开始发生显著的位移。目前滑坡前缘最大变形已达300mm,且仍在发展变化之中。该滑坡一旦失稳,必将产生严重后果,对人民生命财产安全造成损失。
本文以温泉村滑坡为研究对象,在对滑坡地质结构和变形监测资料进行详细研究的基础上,建立了滑坡的地质模型和计算模型。通过参数敏感性分析方法找出7个对滑坡体变形较为敏感的力学参数进行反演,根据室内外试验结合工程类比确定参数的取值范围;采用均匀设计方法设计力学参数的训练样本,通过正交设计法设计测试样本;用数值模型手段计算出不同样本条件对应的位移值;通过LM算法改进BP神经网络建立起滑坡岩土体力学参数及滑坡位移之间的非线性映射关系;利用滑坡的实测位移反演得到力学参数,检验反演结果;综合采用工程地质分析法、数值模拟法和极限平衡法开展滑坡稳定性研究,为滑坡的治理设计提供依据。
通过以上研究取得的主要研究成果如下:
(1)温泉村滑坡为-古滑坡复活体,其物质组成复杂。根据滑坡物质组成和变形特征的不同,整个滑坡可分为A区和B区。滑坡的稳定性受降雨、地震的影响较大。
(2)结合工程地质条件和位移监测资料分析,温泉村滑坡失稳模式复杂,其中A2区的稳定状态决定了整个滑坡的稳定性。对A区稳定性来说:A2区可能发生沿泥炭层的浅层滑动、沿软弱层的深层滑动和局部破坏。若A2区发生变形,会使A1区前缘出现临空面,引起A1区部分浅层滑坡沿有机质碎石层滑动,影响整个A1区的稳定性;对B区稳定性来说:B3区的稳定状态决定了整个B区的稳定性;B2、B1区在降雨状态下处于蠕滑状态,若B3区出现整体失稳,使B2区前缘临空,加之B1区的推力,可能使整个B2区稳定性恶化。而B3区偏上游侧面为A2区,若A2区处于稳定状态,则B3区不具备整体失稳的条件。
(3)结合数值计算、LM优化算法、神经网络及监测资料开展了反演分析。为提高反演计算精度,采用敏感性分析确定对滑坡稳定性及变形影响较大的参数作为待反演力学参数。以现场位移监测资料为基础,结合数值计算,反演得到相应的力学参数。误差检验结果表明:通过位移反分析得到的参数是合理的。
(4)基于FLAC3D强度折减法对滑坡体自然状态、暴雨和地震条件下的稳定性进行了研究。分别选择2-2’剖面和21-21’剖面,对最危险的滑坡区稳定性进行计算。计算结果表明:2-2’剖面最危险的滑坡区位于A2区,21-21’剖面最危险的滑坡区为B3区。A2区与B3区滑坡体在自然状态下处于基本稳定状态;暴雨工况下处于临界稳定状态;地震工况下稳定性系数小于1,滑坡有发生失稳的可能。
(5)基于极限平衡理论,分别对典型剖面2-2’和21-21’的相同破坏模式、三种工况的稳定性进行计算。稳定性系数计算结果略小于基于FLAC3D强度折减法的计算结果,但三种工况下稳定性评价结果基本一致。
(6)温泉村滑坡整体处于稳定状态,综合工程地质分析法、FLAC3D强度折减法和极限平衡法的稳定性计算结果表明:在暴雨和地震工况的作用下,A2区和B3区发生滑动的可能性大,建议对其进行治理。