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库岸边坡除了受到一般边坡失稳的因素而导致破坏以外,更重要和特殊的原因是受到库区水位上升和下降而可能引发失稳。由于我国山地、丘陵地带分布广泛,除了天然的库岸边坡,一些为推动经济社会发展的大坝先后建成,导致很多新库岸边坡的出现。库水位下降前库岸边坡处于稳定状态,库水位下降过程中或库水位下降后不久发生滑坡,这说明研究库岸边坡受库水位下降影响有着非同寻常的意义。在传统的分析方法中,对于库岸边坡稳定性分析都停留在二维层面,和实际边坡情况下相差较大,且都停留在定性分析上,没有深入到定量分析层面上。
本文研究了库水位下降过程中库水位下降速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对库岸边坡稳定性的影响,通过理论分析,先推导了库水位下降过程中边坡内部渗透力的确定方法,然后推导得出了适用于土质库岸边坡的三维严格极限平衡法,将推导的渗透力带入该方法中,从而分析库水位下降过程中库水位下降速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对边坡稳定性的影响,运用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块模拟分析了不同的库水位下降速率和不同库水位下降高度条件下库岸边坡内部的渗流场。对于库水位上升,本文运用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块模拟分析了库水位上升期间库岸边坡的渗流场和稳定性。
本文主要结论如下:
①库水位下降过程中由于渗透力指向边坡外部,增加了边坡失稳因素,这会导致边坡稳定系数减小,可能会激活曾经滑动后又稳定下来的滑坡,使得原本安全的边坡发生滑坡,不利于边坡稳定。
②库水位下降的速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角都对边坡的稳定性有影响。库岸边坡的稳定系数随库水位下降速率增大而减小;随库水位下降高度的增加而减小,最后有一个略微的增加幅度;随库岸土质边坡的渗透系数增加而增大;随含水层厚度增加而增加;随着粘聚力和内摩擦角的增加而增大。
③随着库水位上升高度和速率增加,库岸边坡稳定性逐渐增大,且库水位上升高度对库岸边坡影响较大,库水位上升速率对库岸边坡稳定系数影响不显著。
本文创新点:
①将推导的渗透力应用到严格极限平衡方程中,推导了适用于土质库岸边坡的三维严格极限平衡法。
②基于建立的三维严格极限平衡方法可以进行库岸边坡滑动面搜索,以确定最危险滑动面位置。
③定量分析了库水位下降的速率、高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对稳定系数的影响,为分析库岸边坡受库水位下降影响的稳定性提供理论依据和评价方法。
本文研究了库水位下降过程中库水位下降速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对库岸边坡稳定性的影响,通过理论分析,先推导了库水位下降过程中边坡内部渗透力的确定方法,然后推导得出了适用于土质库岸边坡的三维严格极限平衡法,将推导的渗透力带入该方法中,从而分析库水位下降过程中库水位下降速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对边坡稳定性的影响,运用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块模拟分析了不同的库水位下降速率和不同库水位下降高度条件下库岸边坡内部的渗流场。对于库水位上升,本文运用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块模拟分析了库水位上升期间库岸边坡的渗流场和稳定性。
本文主要结论如下:
①库水位下降过程中由于渗透力指向边坡外部,增加了边坡失稳因素,这会导致边坡稳定系数减小,可能会激活曾经滑动后又稳定下来的滑坡,使得原本安全的边坡发生滑坡,不利于边坡稳定。
②库水位下降的速率、库水位下降高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角都对边坡的稳定性有影响。库岸边坡的稳定系数随库水位下降速率增大而减小;随库水位下降高度的增加而减小,最后有一个略微的增加幅度;随库岸土质边坡的渗透系数增加而增大;随含水层厚度增加而增加;随着粘聚力和内摩擦角的增加而增大。
③随着库水位上升高度和速率增加,库岸边坡稳定性逐渐增大,且库水位上升高度对库岸边坡影响较大,库水位上升速率对库岸边坡稳定系数影响不显著。
本文创新点:
①将推导的渗透力应用到严格极限平衡方程中,推导了适用于土质库岸边坡的三维严格极限平衡法。
②基于建立的三维严格极限平衡方法可以进行库岸边坡滑动面搜索,以确定最危险滑动面位置。
③定量分析了库水位下降的速率、高度、渗透系数、含水层厚度、粘聚力和内摩擦角对稳定系数的影响,为分析库岸边坡受库水位下降影响的稳定性提供理论依据和评价方法。