本文關(guān)鍵詞：降雨與庫(kù)水位作用下白水河滑坡漸進(jìn)破壞概率研究

  更多相關(guān)文章： 白水河滑坡 Green-Ampt模型 安全余度 可靠度原理 漸進(jìn)破壞

【摘要】：三峽庫(kù)區(qū)的涉水斜坡,其長(zhǎng)期受到降雨和庫(kù)水位的水動(dòng)力作用,導(dǎo)致巖土體材料存在相應(yīng)的弱化作用,無(wú)形中加劇了滑坡的發(fā)生。降雨與庫(kù)水位作為斜坡失穩(wěn)的主要外力,目前有關(guān)研究主要集中在對(duì)有地下水滲流、降雨入滲的斜坡進(jìn)行地下滲流場(chǎng)研究,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行斜坡穩(wěn)定性分析,而考慮巖土體參數(shù)隨機(jī)性對(duì)降雨及庫(kù)水作用下斜坡破壞概率的研究仍有待深入。斜坡的失穩(wěn)是一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的過(guò)程,考慮降雨與庫(kù)水位聯(lián)合作用下對(duì)斜坡漸進(jìn)破壞有重要影響,斜坡的破壞概率研究對(duì)探究斜坡演化過(guò)程與穩(wěn)定性研究具有重要意義。鑒于以上原因,本文以三峽庫(kù)區(qū)白水河滑坡為典型研究對(duì)象,考慮庫(kù)水位與降雨聯(lián)合作用,通過(guò)監(jiān)測(cè)獲取白水河滑坡的位移場(chǎng)信息,進(jìn)行考慮演化時(shí)間的滑坡變形響應(yīng)定量分析,明確了滑坡演化過(guò)程中不同演化階段的主體控制因素。同時(shí)推導(dǎo)了庫(kù)水位下降條件下滑坡內(nèi)浸潤(rùn)線的解析解,并結(jié)合Green-Ampt模型的入滲規(guī)律,重點(diǎn)推導(dǎo)了濕潤(rùn)鋒的時(shí)間關(guān)系式,建立降雨與庫(kù)水位聯(lián)合作用下滑坡土條安全余度函數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用可靠度原理,考慮滑帶土強(qiáng)度參數(shù)的空間隨機(jī)性,研究了白水河滑坡在不同庫(kù)水位作用下,不同降雨時(shí)間的滑坡漸進(jìn)破壞規(guī)律。本文的研究?jī)?nèi)容及成果可以概括為以下幾個(gè)方面：(1)通過(guò)對(duì)其工程地質(zhì)條件、基本特征及形成機(jī)制的調(diào)查,確定了白水河滑坡的地層巖性,屬易滑地層,且上陡下緩的斜坡地貌均利于滑坡的發(fā)生。在白水河滑坡布設(shè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括滑坡前緣垂直主滑方向的分布式光纖,沿滑坡主滑方向的鉆孔傾斜監(jiān)測(cè)孔,地表GPS監(jiān)測(cè)等,基于上述監(jiān)測(cè)手段分析了白水河滑坡位移場(chǎng)信息與降雨和庫(kù)水位之間的聯(lián)系程度。研究表明：滑坡地表的變形與降雨及庫(kù)水位變化關(guān)系緊密,滑坡東側(cè)的變形大于西側(cè)變形,前緣的變形大于中后緣變形。(2)為分析白水河滑坡變形響應(yīng)因素的敏感性,利用灰色關(guān)聯(lián)度方法對(duì)白水河滑坡變形破壞規(guī)律進(jìn)行了定量分析。選取滑坡變形影響因子為月降雨強(qiáng)度、月平均庫(kù)水位和月累計(jì)位移,計(jì)算不同時(shí)間段各因素與滑坡月累計(jì)位移之間的關(guān)聯(lián)程度,明確了時(shí)間歷時(shí)上滑坡變形響應(yīng)的具體因素。計(jì)算結(jié)果顯示白水河滑坡對(duì)于降雨及庫(kù)水位的變化均很敏感,其變形集中體現(xiàn)在庫(kù)水位下降期及6-7月雨水豐裕季節(jié),且白水河滑坡的變形響應(yīng)滯后于庫(kù)水位變化一個(gè)月左右；在水庫(kù)蓄水的前期(07年之前)對(duì)庫(kù)水位的變化較敏感,在蓄水的中后期(07年之后)對(duì)降雨敏感程度較高。(3)從降雨入滲模型入手,分析了基于斜面的Richard模型及Green-Ampt模型的入滲規(guī)律,重點(diǎn)推導(dǎo)了濕潤(rùn)鋒的歷時(shí)關(guān)系式,同時(shí)根據(jù)庫(kù)水位對(duì)斜坡作用部位的不同將斜坡分為前緣涉水段和中后部非涉水段,分別采用自由面最高點(diǎn)方法及Boussinesq平面問(wèn)題非承壓含水層基本公式,推導(dǎo)出庫(kù)水位下降下斜坡內(nèi)前緣及中后部浸潤(rùn)線的解析解,并對(duì)其影響因素進(jìn)行了探討。研究表明：Green-Ampt模型采用簡(jiǎn)化的降雨入滲模型,描述了地表水在重力和基質(zhì)吸力作用下的入滲規(guī)律,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能較好應(yīng)用于斜坡滲流場(chǎng)分析。根據(jù)Boussinesq推導(dǎo)的庫(kù)水位作用下斜坡浸潤(rùn)線解析解誤差較小,該解析解可用于庫(kù)水位下降下傾斜底板及地表斜坡的浸潤(rùn)線求解。(4)采用Green-Ampt模型推導(dǎo)了降雨型斜坡的穩(wěn)定性計(jì)算方法,針對(duì)降雨型斜坡穩(wěn)定性分析中有無(wú)庫(kù)水位的作用,對(duì)斜坡穩(wěn)定性系數(shù)的計(jì)算進(jìn)行了探討。研究表明：穩(wěn)定性系數(shù)的計(jì)算應(yīng)分別從基巖面處及濕潤(rùn)鋒兩處開(kāi)展,取兩者中的較小值作為滑坡的穩(wěn)定性系數(shù),兩者數(shù)值的大小取決于斜坡幾何形狀及力學(xué)參數(shù)。(5)利用可靠度原理,結(jié)合Green-Ampt降雨模型和庫(kù)水作用下斜坡內(nèi)的浸潤(rùn)線解析解,推導(dǎo)降雨與庫(kù)水位作用下白水河滑坡土條安全余度表達(dá)式,并在此基礎(chǔ)上考慮滑帶土強(qiáng)度參數(shù)的空間隨機(jī)性,從時(shí)間尺度上研究了白水河滑坡在不同庫(kù)水位作用下,不同降雨時(shí)間的最大初始破壞概率及其漸進(jìn)破壞規(guī)律。研究表明白水河滑坡在庫(kù)水位從175m變化至145m階段,其穩(wěn)定性系數(shù)在逐漸下降,且隨著降雨時(shí)間的增大其穩(wěn)定性系數(shù)也逐漸減小,但滑坡局部破壞概率整體上呈增大趨勢(shì),局部條塊有所減��；在145m水位下不同降雨歷時(shí)的白水河滑坡漸進(jìn)破壞規(guī)律呈現(xiàn)出三個(gè)破壞階段,其破壞模式為推移式,即由后緣逐漸向前擴(kuò)展,并終止于中部。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)歸納如下：(1)采用自由面最高點(diǎn)分析方法和Boussinesq滲流方程,推導(dǎo)了庫(kù)水位下降條件下底板傾斜斜坡浸潤(rùn)線解析解,并結(jié)合Green-Ampt模型重點(diǎn)推導(dǎo)了濕潤(rùn)鋒的計(jì)算關(guān)系式,建立降雨與庫(kù)水位聯(lián)合作用下斜坡土條安全余度表達(dá)式,推導(dǎo)了斜坡穩(wěn)定性計(jì)算分析方法。(2)利用可靠度原理,結(jié)合降雨與庫(kù)水位作用下滑坡土條安全余度表達(dá)式,并考慮滑帶土強(qiáng)度參數(shù)的空間隨機(jī)性,從時(shí)間尺度上闡述了白水河滑坡在不同庫(kù)水位作用下,不同降雨時(shí)間的最大初始破壞概率及其漸進(jìn)破壞規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：白水河滑坡 Green-Ampt模型 安全余度 可靠度原理 漸進(jìn)破壞
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P642.22
【目錄】：

• 作者簡(jiǎn)歷7-9
• 摘要9-11
• ABSTRACT11-17
• 第一章 緒論17-28
• 1.1 選題的來(lái)源、目的和意義17-18
• 1.2 選題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-23
• 1.2.1 降雨、庫(kù)水位作用下滑坡穩(wěn)定性研究18-21
• 1.2.2 滑坡漸進(jìn)破壞概率研究21-23
• 1.3 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)23-24
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線和創(chuàng)新點(diǎn)24-28
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.4.2 技術(shù)路線25-26
• 1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)26-28
• 第二章 白水河滑坡基本特征與變形規(guī)律28-51
• 2.1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境28-30
• 2.1.1 地形地貌28
• 2.1.2 地層巖性28-29
• 2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造29
• 2.1.4 水文地質(zhì)條件29-30
• 2.2 白水河滑坡基本特征30-35
• 2.2.1 滑坡地形地貌30
• 2.2.2 滑坡空間形態(tài)30-31
• 2.2.3 滑坡物質(zhì)組成31-34
• 2.2.4 滑坡水文地質(zhì)34-35
• 2.3 白水河滑坡監(jiān)測(cè)體系35-45
• 2.3.1 滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置35-36
• 2.3.2 滑坡地表GPS監(jiān)測(cè)36-37
• 2.3.3 滑坡深部位移監(jiān)測(cè)37-39
• 2.3.4 滑坡前緣分布式光纖監(jiān)測(cè)39-45
• 2.4 白水河滑坡變形規(guī)律45-49
• 2.4.1 單月累計(jì)變形與庫(kù)水位波動(dòng)關(guān)系45-46
• 2.4.2 單月累計(jì)變形與降雨關(guān)系46-47
• 2.4.3 考慮演化時(shí)間的滑坡變形響應(yīng)定量分析47-49
• 2.5 本章小結(jié)49-51
• 第三章 降雨與庫(kù)水位作用下斜坡滲流場(chǎng)分析51-68
• 3.1 降雨作用下斜坡滲流場(chǎng)分析51-56
• 3.1.1 入滲規(guī)律51-52
• 3.1.2 基于斜坡的Richard模型52-53
• 3.1.3 基于斜坡的Green-Ampt模型53-56
• 3.2 庫(kù)水位作用下斜坡滲流場(chǎng)分析56-67
• 3.2.1 庫(kù)水位作用下斜坡滲流場(chǎng)理論研究56-57
• 3.2.2 庫(kù)水位作用下斜坡浸潤(rùn)線解析解57-61
• 3.2.3 有限元驗(yàn)證61-64
• 3.2.4 浸潤(rùn)線影響因素分析64-67
• 3.3 本章小結(jié)67-68
• 第四章 降雨與庫(kù)水位作用下斜坡穩(wěn)定性分析68-77
• 4.1 引言68
• 4.2 無(wú)庫(kù)水位作用斜坡穩(wěn)定性分析68-73
• 4.2.1 濕潤(rùn)鋒69-70
• 4.2.2 基巖面70-72
• 4.2.3 無(wú)庫(kù)水位作用斜坡穩(wěn)定性系數(shù)討論72-73
• 4.3 有庫(kù)水位作用斜坡穩(wěn)定性分析73-76
• 4.3.1 濕潤(rùn)鋒73
• 4.3.2 基巖面73-75
• 4.3.3 有庫(kù)水位作用滑坡穩(wěn)定性系數(shù)討論75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 白水河滑坡漸進(jìn)破壞概率分析77-106
• 5.1 漸進(jìn)破壞概率分析模型77-82
• 5.1.1 極限平衡原理77-79
• 5.1.2 降雨與庫(kù)水聯(lián)合作用下條塊安全余度功能函數(shù)79-82
• 5.2 漸進(jìn)破壞概率分析過(guò)程82-85
• 5.2.1 隨機(jī)變量的選取82-83
• 5.2.2 初始破壞概率83-84
• 5.2.3 轉(zhuǎn)移概率計(jì)算84-85
• 5.3 降雨與庫(kù)水位聯(lián)合作用下白水河滑坡漸進(jìn)破壞概率85-105
• 5.3.1 庫(kù)水位作用下白水河滑坡浸潤(rùn)線求解86-87
• 5.3.2 降雨作用下白水河滑坡濕潤(rùn)鋒求解87-89
• 5.3.3 穩(wěn)定性系數(shù)求解89-90
• 5.3.4 降雨與庫(kù)水聯(lián)合作用下白水河滑坡漸進(jìn)破壞概率求解90-105
• 5.4 本章小結(jié)105-106
• 第六章 結(jié)論及展望106-109
• 6.1 結(jié)論106-107
• 6.2 展望107-109
• 致謝109-111
• 參考文獻(xiàn)111-117

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 石愛(ài)紅;牛瑞卿;;庫(kù)水位響應(yīng)滯后影響下的滑坡位移預(yù)測(cè)模型研究[J];安全與環(huán)境工程;2013年01期

2 葉建華;王志儉;賀雷;張晨;;庫(kù)水作用下白水河滑坡穩(wěn)定性研究[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2014年02期

3 鄭慧;邵子葉;韓文喜;鄭江;;暴雨與庫(kù)水位變化條件下曬鹽壩滑坡滲流和穩(wěn)定性數(shù)值模擬[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2012年01期

4 魯杰;向先超;;庫(kù)水位和降雨作用下三舟溪Ⅱ號(hào)滑坡穩(wěn)定性研究[J];自然災(zāi)害學(xué)報(bào);2014年03期

5 李曉娜;;庫(kù)水位下降條件下和平廣場(chǎng)滑坡穩(wěn)定性分析[J];地下水;2007年04期

6 劉紅巖;秦四清;;庫(kù)水位上升條件下邊坡滲流場(chǎng)模擬[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2007年06期

7 王新剛;胡斌;連寶琴;余宏明;胡新麗;;庫(kù)水位驟變下滑坡 抗滑樁體系作用三維分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年12期

8 劉廣寧;陳立德;伏永朋;董好剛;邵長(zhǎng)生;;降雨和庫(kù)水位升降對(duì)滑坡的影響[J];水土保持研究;2011年06期

9 龐凱;;險(xiǎn)情降低庫(kù)水位的技術(shù)措施分析[J];民營(yíng)科技;2014年02期

10 魏學(xué)勇;歐陽(yáng)祖熙;董東林;韓文心;周昊;;庫(kù)水位漲落條件下滑坡滲流場(chǎng)特征及穩(wěn)定性分析[J];地質(zhì)科技情報(bào);2011年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 張洪明;田維強(qiáng);;長(zhǎng)灘電站庫(kù)水位變化對(duì)付家?guī)r滑坡穩(wěn)定性影響分析[A];貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 許江;陳萍;李克鋼;;考慮庫(kù)水位變化的地質(zhì)災(zāi)害體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法[A];第一屆全國(guó)水工巖石力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 譚建民;李明;;滑坡穩(wěn)定性隨庫(kù)水位上升而增大的原因分析[A];湖北省三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程論文集[C];2005年

4 譚曉慧;;水位變化對(duì)土壩邊坡穩(wěn)定性的影響[A];2004“生態(tài)安徽”博士科技論壇論文集[C];2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 鄧華鋒;庫(kù)水變幅帶水—巖作用機(jī)理和作用效應(yīng)研究[D];武漢大學(xué);2010年

2 買合木提·巴拉提;動(dòng)水條件下破損巖體邊坡變形破壞機(jī)理與應(yīng)用研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

3 梁學(xué)戰(zhàn);三峽庫(kù)區(qū)水位升降作用下岸坡破壞機(jī)制研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 易賢龍;降雨與庫(kù)水位作用下白水河滑坡漸進(jìn)破壞概率研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2016年

2 帥紅巖;三峽庫(kù)區(qū)曬鹽壩滑坡在暴雨與庫(kù)水位下降條件下穩(wěn)定性影響分析[D];成都理工大學(xué);2010年

3 楊超;庫(kù)水位變化時(shí)邊坡穩(wěn)定性分析[D];西安理工大學(xué);2009年

4 劉曉紅;水庫(kù)型滑坡庫(kù)水位動(dòng)力加載與位移響應(yīng)特征及其穩(wěn)定性演化規(guī)律研究[D];青島理工大學(xué);2013年

5 邵長(zhǎng)慶;重慶市巫山縣李家坡斜坡穩(wěn)定性研究[D];石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院;2011年

6 王雨石;暴雨和庫(kù)水位聯(lián)合作用下滑坡動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

7 宋文平;庫(kù)岸邊坡非飽和滲流與穩(wěn)定性分析[D];成都理工大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：796180