本文關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)藕塘特大滑坡變形失穩(wěn)機理研究　出處：《長安大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：自三峽工程建成蓄水之后,每年水庫調(diào)度形成近30m的水位漲落,擾動了庫岸固有地質(zhì)環(huán)境,加之庫區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜,使滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治面臨巨大挑戰(zhàn),成為影響長江經(jīng)濟帶社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要地質(zhì)環(huán)境問題之一。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌影響,三峽庫區(qū)順層滑坡廣泛發(fā)育,在河流沖蝕、降雨、庫水位升降等外在動力觸發(fā)的作用下,往往易誘發(fā)大型、巨型順層巖質(zhì)古滑坡整體或局部復(fù)活失穩(wěn),其復(fù)活失穩(wěn)機理及穩(wěn)定性的相關(guān)研究不可忽視。而且關(guān)于庫岸順層滑坡發(fā)育形成條件、變形演化機制、變形破壞模式及各種內(nèi)在地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制因素和外動力誘發(fā)因素下滑坡穩(wěn)定性評價預(yù)測,長期以來始終是國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者們及工程技術(shù)人員研究和追蹤的重點和熱點問題,特別是對于大型、巨型順層巖質(zhì)庫岸滑坡的變形失穩(wěn)機理研究一直是工程界和學(xué)術(shù)界的前沿課題之一。論文選取藕塘滑坡—三峽庫區(qū)新近發(fā)生規(guī)模最大的巨型順層巖質(zhì)滑坡為研究對象,基于大量野外工程地質(zhì)調(diào)查、平硐、探槽、鉆孔揭露,明確藕塘滑坡的多級多期次滑動、三維空間側(cè)向阻滑的特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征;結(jié)合長江三峽庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景及滑帶土ESR測年試驗成果,運用地貌學(xué)與工程地質(zhì)力學(xué)理論對滑坡成因演化過程進行了系統(tǒng)分析;通過對現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)深度挖掘,開展藕塘滑坡復(fù)雜地質(zhì)綜合體的位移變形與降雨、庫水位波動之間相關(guān)性研究;借助先進的實驗手段和儀器,以滑坡巖土體為研究對象,通過水化學(xué)試驗、X射線衍射試驗、微觀結(jié)構(gòu)電鏡掃描試驗、滑帶土大型直剪試驗等室內(nèi)外物理力學(xué)試驗,探討了滑坡巖土體物理力學(xué)特性與滑坡復(fù)活失穩(wěn)之間內(nèi)在關(guān)聯(lián)性;運用非穩(wěn)態(tài)非飽和滲流與非飽和土抗剪強度理論,結(jié)合實際降雨和庫水位監(jiān)測資料,概化了藕塘滑坡地質(zhì)力學(xué)模型,開展穩(wěn)定性動態(tài)變化的全過程分析,并對于不同水位升降速率不同滲透性滑體滲流場及其穩(wěn)定性變化規(guī)律進行研究;采用三維數(shù)值模擬分析巨型順層巖質(zhì)滑坡的側(cè)向阻滑效應(yīng),基于滑坡前期治理工程效果提出了綜合治理防治方案。本文研究旨在為滑坡穩(wěn)定性合理評價和預(yù)測預(yù)報提供一定理論依據(jù),科學(xué)指導(dǎo)后續(xù)治理工程措施的實施,也可為三峽庫區(qū)類似順層巖質(zhì)滑坡災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)決策提供理論與技術(shù)支撐,具有科學(xué)理論和工程應(yīng)用價值,相關(guān)主要研究成果與結(jié)論歸納如下:(1)藕塘滑坡為三峽庫區(qū)典型的巨型順層基巖古滑坡,平面形態(tài)具有多級多期次滑動變形特征,主要可分為三級滑動形式;空間形態(tài)具有三維視角下側(cè)向阻滑變形特征,受控于西側(cè)穩(wěn)定山體的阻擋。(2)滑帶土esr測年分析表明滑坡具有多級多期次滑動地質(zhì)歷史時間跨度規(guī)律性,即三級滑坡4.7~4.9萬年,二級滑坡4.9~6.8萬年,一級滑坡約12.1~13.0萬年;三級滑動時序均分布在古滑坡發(fā)育高頻時段(5~17)×104a;而且與暖濕古氣候分布時段具有較好的吻合。(3)藕塘滑坡成因研究表明節(jié)理裂隙發(fā)育的軟硬相間順層單斜結(jié)構(gòu)是滑坡形成的控制因素;長江侵蝕下切與階地抬升的河谷發(fā)育演化過程為藕塘滑坡提供了動力基礎(chǔ)和運動空間;集中降雨及水庫蓄水是導(dǎo)致藕塘滑坡復(fù)活的主要誘因。(4)藕塘滑坡多級多期次滑動形成機制及演化模式各異:一級滑坡體為“拉裂-滑移(彎曲)-剪斷”模式,二級滑坡體為“平面滑移”模式,三級滑坡體為“滑移-剪斷”模式。(5)滑坡不同區(qū)域的地表位移差異性較大,東西兩側(cè)強變形區(qū)的累積位移遠大于深層滑體;而深層滑坡體累積位移具有三級滑坡體二級滑坡體一級滑坡體的總體變形特征;滑坡累積位移—時間監(jiān)測曲線具有階段“跳躍”式增長的變形特征,與集中降雨、庫水位快速下降時間的分布較為吻合;滑坡位移速率具有“波峰”變化特征,與庫水位升降速率呈負相關(guān)關(guān)系;位移變形速率最大峰值較于庫水位最大下降值,具有一定程度的滯后效應(yīng)。(6)降雨入滲滑坡巖土體存在一定強度的水巖耦合作用,產(chǎn)生一系列較為復(fù)雜的水離子化學(xué)反應(yīng)致使水質(zhì)變化;滑帶土含有大量的親水性粘土礦物,具有較強吸水率和軟化性;由于滑帶土微觀集粒高度定向性,導(dǎo)致其工程力學(xué)性質(zhì)具有明顯的各向異性;剪切試驗表明上覆荷載越小,坡體發(fā)生變形或滑帶土顆粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞時所需剪切應(yīng)力越小,也是三級滑坡體在深層滑坡體之中變形跡象最為明顯的理論依據(jù)。(7)不同庫水位升降速率作用下滑體內(nèi)地下水位總是隨著庫水位的升降而升降,但滑體內(nèi)地下水位升降總滯后于庫水位升降;庫水位下降過程中,滑坡體前緣浸潤線呈“上凸”狀,內(nèi)高外低水頭差形成動水壓力;庫水位上升過程中,滑坡體前緣浸潤線呈“反翹”狀,庫水作用于滑坡的力以滲透壓力為主;滲透系數(shù)越大,庫水位升降過程中滑體前緣浸潤線“上凸”或“反翹”現(xiàn)象越不明顯;庫水位漲落過程中,滑坡穩(wěn)定系數(shù)變化幅度及達到最值的時間總體與庫水位的升降速率呈正相關(guān)關(guān)系,即庫水位升降速度越快,滑坡穩(wěn)定系數(shù)達到最值歷時越短,其穩(wěn)定系數(shù)變化幅度越大;(8)相同滲透系數(shù)滑體不同的庫水位升降速率下其穩(wěn)定性的變化曲線具有一定的相似性;相同庫水位升降速率條件下,滑坡體滲透性越小,其穩(wěn)定性受庫水位升降影響越大;相同滲透系數(shù)滑體,庫水位升降至一定水位并保持長期運行,其滑體穩(wěn)定性回升(衰減)幅度與庫水位下降(上升)速率呈正相關(guān)關(guān)系。(9)庫水位波動與降雨聯(lián)合作用下滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)通常小于僅考慮庫水位波動作用下滑坡穩(wěn)定性系數(shù),尤其是在水位快速下降與持續(xù)強降雨期間,其穩(wěn)定性系數(shù)出現(xiàn)大幅度降低。(10)藕塘滑坡在長期自重應(yīng)力作用下主要沿著真傾角方向產(chǎn)生蠕動變形,在滑體與穩(wěn)定山體之間形成明顯的速度高值區(qū),具有顯著的側(cè)向阻滑效應(yīng);借鑒前期治理經(jīng)驗,基于“預(yù)防為主,防治結(jié)合”原則,建議采用“滑坡后緣削方減載+前緣回填壓腳+格構(gòu)護坡+地表地下排水系統(tǒng)”綜合防治措施。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22

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