本文關(guān)鍵詞：庫水及降雨作用下二灘金龍山Ⅰ區(qū)滑坡的變形機理研究

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【摘要】：庫岸邊坡特別是近壩庫岸邊坡的穩(wěn)定與水庫大壩的運行安全戚戚相關(guān)。在水電工程災(zāi)難中,1963年發(fā)生在意大利瓦伊昂水庫的特大滑坡具有歷史性的深刻教訓(xùn),隨后國內(nèi)外學(xué)者開始對庫岸穩(wěn)定進行關(guān)注。金龍山谷坡屬于二灘水電站的近壩庫岸邊坡,其變形及穩(wěn)定與否對水庫的正常運營意義重大。故以二灘金龍山Ⅰ區(qū)滑坡為工程背景,以其長達二十多年的原位監(jiān)測成果為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)值模擬計算,針對其變形機理開展研究。首先,在充分認(rèn)識地質(zhì)原型的基礎(chǔ)上,依據(jù)地表及深部變形監(jiān)測資料,分四個階段(蓄水前、快速蓄水、試運行期、正常運行期)闡述了滑坡變形的時間特征以及空間特征;運用Geo-Studio軟件,對蓄水前、庫水驟升、庫水驟降、降雨、庫水驟升聯(lián)合降雨這五種工況條件下的滲流場,進行了二維模擬計算;在此基礎(chǔ)上,對五種工況下的應(yīng)力—形變場(主應(yīng)力、塑性區(qū)、位移)進行了滲流和應(yīng)力耦合下的二維模擬計算。最后結(jié)合滲流力學(xué)理論,對金龍山Ⅰ區(qū)滑坡的變形原因及機理進行了初步分析。目前主要取得了以下五點研究成果:1.蓄水前,滑坡的坡表變形受降雨影響明顯�？焖傩钏�,滑坡地表及滑面的變形速率均明顯增大,且變形具有滯后性;試運行期,坡體地表及滑面位移速率均在1998年9月開始降低,隨后位移以小速率呈線性增長;正常運行期,滑坡地表及深部位移速率進一步降低,地表位移與降雨存在關(guān)聯(lián)性,而旱季庫水下降與滑坡滑面變形量的增加有很好的對應(yīng)關(guān)系,表明庫水下降會促進坡體變形。2.滑坡地表變形以水平向為主,前緣隆起變形。地表變形與高程相關(guān),即高程低的滑坡前部變形大于高程高的中后部位。且隨著庫水位的上升,坡體地表變形范圍快速向坡后擴大。由坡體深部變形可知,滑坡體沿著粘土巖頂部順滑坡向整體蠕滑變形。3.庫水位快速上升時,庫水入滲坡體的浸潤線先呈現(xiàn)“倒流”趨勢,隨后逐漸變緩。滑坡的孔隙水壓力在庫水上升、降雨及二者聯(lián)合工況下都會增大,而庫水位下降時孔隙水壓力則會降低。并且,庫水位變動時,水位附近的坡體滲流速度及水力梯度也最大,這與客觀規(guī)律相吻合。4.滑坡在降雨、庫水位上升、下降工況下應(yīng)力場變化集中在坡體前部,且位移場發(fā)生了變化,塑性區(qū)也相應(yīng)增大。庫水位上升和下降引起的坡體變形,主要是庫水與坡體的滲流作用產(chǎn)生的浮托力和滲流力共同作用導(dǎo)致的,加上庫水對滑坡巖土體的力學(xué)性質(zhì)的弱化,使得坡體穩(wěn)定性系數(shù)下降。與降雨相比,庫水波動的滲流作用對滑坡的變形起到了更為重要的影響。5.從影響深度來看,降雨對均勻介質(zhì)坡體地表的影響更大。降雨弱化一定深部內(nèi)巖土體的力學(xué)性質(zhì),故抗滑力降低;而被雨水浸潤后的巖土體容重增大,坡體下滑力增大,因而穩(wěn)定性系數(shù)相應(yīng)降低。事實上,滑坡體并不是數(shù)值模擬中的均勻介質(zhì),其內(nèi)部存在著諸多裂隙,降雨會順著裂隙流到滑面處,弱化滑面力學(xué)性質(zhì),滑面變形量相應(yīng)增大。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22

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本文編號：1179704