三峡库区白家包滑坡变形机理及稳定性分析

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资料显示,滑坡失稳90%左右都与水有关。降雨与库水位涨落都是诱发库岸滑坡的重要因素。历史上,三峡库区就多次发生崩塌、滑坡等地质灾害,由于库区特殊的地形地貌和构造,库区孕育地灾较多。而在库水位大幅度、周期性涨落下,加之库区强降雨的影响,将使滑坡区地下水渗流场、应力场产生剧烈变化,从而威胁到分布于水库两岸大量滑坡的稳定。库岸滑坡的失稳破坏比其他条件下滑坡影响范围更加广泛,危害形式更为多样,不仅包括滑坡体上所能造成的直接危害,还存在形成堰塞湖堵塞河道以及滑坡所激发的涌浪对沿岸造成的一系列次生危害。白家包滑坡作为尚在变形中的滞后型阶跃变形库岸滑坡的代表,对其研究有着重要的工程实践价值和参考借鉴意义。  论文以白家包滑坡为研究对象,结合多种专业监测资料,三峡库区水位调度资料、水文气象资料以及滑坡的勘察报告等,进行变形特征、机理分析及稳定性分析评价。基于滑坡地表(GPS)位移、库水位、降雨等专业监测资料对滑坡的变形特征及演化机理进行分析;基于Geo-Studio进行数值模拟,对不同库水位消落联合降雨工况下,滑坡体内动态渗流场、应力场以及各工况下稳定性及变形情况进行分析;基于蒙特卡罗可靠度理论对滑坡体进行可靠度、敏感性、稳定性分析;探讨了白家包滑坡在频发微震作用下动态响应及稳定性。具体内容、研究方法及成果概述如下:  1)对三峡库区地质环境进行概述;对白家包滑坡地形地貌、物质组成、水文地质和物理力学参数等地质特征进行详细阐述说明;  2)研究白家包滑坡2006至2016年的累积位移-库水位-月降雨量曲线,结合宏观地质调查、深部测斜尤其是地表(GPS)位移,分析滑坡变形特征、影响因素,滑坡变形与库水位波动速率、月降雨量的关系以及变形机理的总结分析;  3)基于三峡库水位变化规律和降雨情况,结合Geo-Studio软件进行数值模拟:  1、通过滑坡二维渗流场、二维应力场及变形分析,得到不同库水消落速率联合降雨工况下滑坡稳定性及变形情况,给出滑坡变形失稳与库水消落联合降雨的定量关系;  2、基于蒙特卡罗法的可靠度分析和敏感性分析,得到滑坡两种典型工况下的失效概率与稳定系数,以及滑带土体力学参数关于稳定系数的敏感性;  3、探讨了滑坡在频发微震下的动力响应及稳定性,涉及滑坡动态响应及永久变形,以及滑坡稳定系数与滑面平均加速度之间的关系。  本文的主要贡献及创新点在于:  1)对滑坡右侧快速变形区的成生机制进行了阐述,基于滑坡多年的监测数据进行综合分析,得出滑坡变形的周期性规律。根据不同运行工况提出了滑坡变形失稳与库水降速联合降雨的定量关系。  2)创新性引入了基于蒙特卡罗法的可靠度、敏感性分析,考虑了滑坡岩土体物理力学参数的离散型和不均匀性,对滑坡稳定性分析评价更加全面、科学。  3)基于白家包滑坡所处构造区域,对滑坡在频发微震下的动力响应及稳定性时程进行了初步探索。
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