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堆积层滑坡是指发生在第四系及近代松散堆积层的一类滑坡,它包括一切土层滑坡、山区各类堆积物滑坡以及由构造、卸荷、风化等次生作用形成的各类松散破碎岩土体的滑坡,它分布广、规模大、突发性强、且危害性严重。为此,如何对该类滑坡进行科学预测与有效防治具有深远的理论意义和巨大的经济效益。
本文以国家自然科学基金资助项目“水诱发堆积层滑坡的加卸载响应比参数与位移动力学预测研究(40672182)”,“堆积层滑坡位移矢量角动力学参数与位移多源信息综合预测(40872184)”,高等学校博士学科点专项科研基金“堆积层滑坡渗流卸加载动力学预测方法与失稳判据研究(20113721110002)”和中国水利水电科学研究院开放基金项目“三峡水利工程库岸滑坡复合水环境动力特征研究(IWHRKF201019)”为依托,在对长江三峡库区树坪滑坡调查研究,并对其基本特征和滑坡变形的位移动力学特征系统分析与研究的基础上,运用国际知名岩土工程专业分析计算软件GeoStudio的SEEP/W,SIGMA/W,SLOPE/W,VADOSE/W四个模块对树坪滑坡进行了数值模拟,并探求了其含水率变化与重度,稳定系数,位移之间的定量关系。其主要研究内容如下:
(1)通过对三峡库区典型堆积层滑坡-树坪滑坡的地质调查和滑坡基础地质资料的整理,基于三峡库区历年物理力学测试所得的各种参数数值,结合工程地质类比和相关资料,分别确定滑坡非饱和区和饱和区不同深度典型堆积层和滑带的物理力学参数与水理力学参数及其变化规律。
(2)由降雨引起的滑坡变形与边坡中非饱和土体含水率和重度变化有关。降雨使土体含水量增加,容重增加,发生非饱和湿化效应,导致边坡安全系数降低。而蒸发作用则使滑坡稳定系数升高,对滑坡起卸载作用。本文主要探讨降雨入渗和蒸发循环作用后,水分在土体中的运移规律,并且研究由于土体含水量的变化导致的重度的变化以及降雨入渗和蒸发引起的渗流力对边坡稳定性的影响。
(3)运用岩土工程仿真分析软件GeoStudio和饱和-非饱和渗流理论,对不同降雨和蒸发条件下的边坡渗流作用情况进行了数值模拟,并将渗流场结果引入边坡自重应力场中进行了耦合及计算分析,得出了相应的位移和稳定系数的变化规律。
(4)以树坪滑坡分析为例,通过对该滑坡关键部位监测点位移变化规律的研究,并与含水率的变化规律进行对比分析,发现监测部位的位移变化曲线均在失稳前发生突变,其突变时间与边坡实际失稳时间完全吻合,而含水率也在失稳时达到最大,进而证明含水率变化与滑坡的变形具有一定的相关性,将含水率加卸载动力效应应用于研究和探索三峡库区降雨型堆积层滑坡稳定系数的变化规律具有十分重要的意义。