三峡库区树坪滑坡变形机理及稳定性分析

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自从意大利瓦依昂水库造成了巨大的滑坡灾害以后,国际上引起了对水库型滑坡形成机理的高度重视。三峡大坝建成后,正常运行库水位在145~175m之间,库区淹没涉及湖北、重庆两省(市)的26个县(市、区)。库水位的周期性涨落加剧库区古滑坡的复活和新滑坡的产生,直接威胁库区人民的生命和财产安全,而且还将影响到三峡工程自身的正常运行。2003年7月13日,三峡水库在初期135m蓄水30天后,在秭归县青干河发生了千将坪滑坡。2009年5月7日,三峡水库水位下降至156.8m时,在巴东县神农溪发生了姚家滩滑坡。另外,为发挥三峡工程综合效益,日后将实施新的库水位调度方案,增大库水位降速,势必影响滑坡稳定性。因此,有必要针对三峡库区的实际情况,深入系统分析岸坡滑体的稳定性,为确定岸坡滑体稳定性评价、预测及治理工程提供理论依据,确保库区安全。  本文选取三峡库区树坪滑坡作为研究对象,基于树坪滑坡长期监测成果、勘察资料和三峡水库水位变化情况,主要研究了树坪滑坡2003至2012年的累计位移-库水位-月降雨量图表,结合相对位移、位移速率和宏观地质调查资料,分析了滑坡变形特征、影响因素、滑坡稳定性与库水位降速关系和变形机理。根据非饱和土非稳定渗流理论,基于GeoStudio软件对树坪滑坡进行数值模拟,分析了在不同库水位降速工况下滑坡的渗流场和稳定性系数,对树坪滑坡治理工程和三峡水库新的调度具有重要指导意义。具体内容、研究方法及成果概述如下:  1)对三峡库区自然条件、地质条件、地质构造与地震、水文地质条件和岸坡结构等地质环境进行了阐述说明;  2)对树坪滑坡地形地貌、空间形态、物质组成及结构特征、水文地质和力学参数等地质特征进行了阐述分析;  3)研究了树坪滑坡2003至2012年的累计位移-库水位-月降雨量曲线,结合相对位移、位移变化速率和宏观地质调查资料,分析了滑坡变形特征、影响因素、滑坡变形与库水位降速定量关系和变形机理;  4)针对树坪滑坡的变形特征、影响因素,基于GeoStudio软件和考虑基质吸力影响的Morgenstern-Price条分稳定性计算方法,计算并得到了:a.滑坡在三峡水库水位以0.6m/d、0.8m/d和1.0m/d三种降速下从159m降至145m的渗流场和稳定性变化规律;b.滑坡在三峡水库水位以1.0m/d降速从159m降至155m;以1.2m/d降速从155m降至149m;以1.0m/d降速从149m降至145m的渗流场和稳定性变化规律;c.滑坡在三峡水库水位以2012年5月11日至6月19日真实水位波动条件下的渗流场和稳定性变化规律。  本文的主要贡献及创新点在于:  I.深入分析树坪滑坡的变形机理,得出滑坡变形主要受库水位降速控制,提出了滑坡变形与库水位降速的定量关系;  II.深入分析三峡水库水位变化情况,提出了切合实际情况的库水位下降阶段和速率的计算工况,对三峡水库新的调度方案具有重要指导意义。
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