库水位消落区粉质黏土边坡稳定性模型试验与数值模拟研究

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近年国家与人民对能源需求日益增长,水电站、水库数量日益增多。水库水位的调节将对周围地质、地下水、生物甚至生态系统都会产生不同程度的影响。而滑坡就是其中一种重大地质灾害,滑坡形成时易造成人员伤亡,抢险救灾也会给经济上带来负担,因此,对滑坡的稳定性变化规律与其形成机制研究具有重要现实意义。本文以大理州苗尾乡六兰路口滑坡为背景,采用室内模型试验分析与数值模拟分析相结合的方法,分析六兰路口边坡失稳的影响因素,并以库水位作为变量,建立六兰路口地质模型,进行模型试验,再通过数值模拟对其进行二维渗流场、二维三维位移场、稳定性系数变化分析,得到滑坡稳定性变化规律。论文主要研究内容如下:(1)查阅原型相关工程地质及水文地质资料,通过相关监测资料,得到了滑坡形成受地质因素与水位升降因素影响。(2)以六兰路口滑坡为原型,依据相似理论,建立六兰路口滑坡地质模型试验。设计不同水位升降工况,通过模型试验,得到不同水位升降下坡体不同监测面的土压力、孔隙水压力与坡体破坏变化情况,得到水位升降对滑坡前缘影响最大,且下降过程稳定性更低。(3)根据饱和-非饱和理论与极限平衡法,采用GEO-Studio数值模拟软件对六兰路口滑坡建立二维有限元模型,得到了渗流场、浸润线和稳定性系数的变化规律,得出了滑坡在水位上升过程中基本稳定,水位下降初期失稳严重,稳定性最低为0.9。(4)根据饱和-非饱和理论与强度折减法,采用Midas GTX NX数值模拟软件对六兰路口滑坡建立三维有限元模型,得到了渗流场、位移场和稳定性系数的变化规律,得出了水位上升稳定性先上升后下降,水位下降稳定性先下降后上升。
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