库水下降联合降雨作用下树坪滑坡流固耦合分析

三峡水库蓄水将显著改变库岸的地质条件,特别是库水的周期性涨落将极大地影响到滑坡体的稳定性,由于防洪等需求,目前库水位在175~145 m之间波动,若滑坡在库水下降时遭遇到强降雨,将可能失稳。树坪滑坡属巨型古堆积体滑坡,距三峡大坝坝址约47 km,若失稳将造成重大损失。应用ABAQUS软件对树坪滑坡进行库水下降联合降雨作用下三维流固耦合分析,研究了树坪滑坡在几种工况下的变形及破坏规律,并与监测结果进行对比。结果表明:库水下降及降雨作用对树坪滑坡的稳定性有很大影响,特别是在库水下降后期时遭遇到强降雨,滑坡极易失稳。     

三峡库区滑坡工程加固和生态护坡措施研究进展

三峡库区干、支流跨度极广,受地层岩性、岸坡结构、库水波动及强降雨的影响,库区频发以滑坡为主的地质灾害。结合三峡库区滑坡的分布规律,分析了降雨和库水波动两种主要外因作用下不同工程地质类型滑坡的变形响应特征及失稳机理,总结介绍了三峡库区滑坡灾害治理所采用的抗滑桩支护、挡土墙支护、锚杆(索)加固3种主要工程措施的支护原理和设计计算方法,以及生态护坡技术的加固机理及其在三峡库区的研究试验和推广使用。研究认为：目前三峡库区滑坡治理主要以工程措施为主,一般较少考虑滑坡防治的生态效应,今后的研究可针对三峡库区降雨型滑坡特点,更深入地探索库水波动、强降雨等外因作用下生态-结构复合护坡体系的联合加固机理及设计评价方法。     

库水与降雨对凉水井滑坡变形及稳定性的影响

三峡库区内大量的涉水库岸边坡,其稳定性不仅受库水涨落的影响,而且还受到库区降雨的影响。为了分析凉水井滑坡在库水下降及降雨联合作用下的变形与稳定性响应规律,利用Geostudio有限元软件分析了8种不同工况下凉水井滑坡的变形特征与稳定性演化规律,定义并获取了滑坡各处的降雨响应因子与联合响应因子。变形结果表明,滑坡前缘变形主要受库水下降控制,而后缘变形则受控于降雨;库水降雨联合作用时滑坡表现出牵引式的运动特征,且在滑坡中后部出现了一个变形响应“迟钝”的区域。稳定性分析表明,滑坡稳定性主要受库水下降控制,其稳定系数随下降速度的增加而降低。但当库水下降速度大于0.6 m/d时,随着库水下降速度增加滑坡稳定系数的降幅逐渐减小,库水下降速度大于1.0 m/d时,库水下降速度的增加对稳定性影响较小,其稳定性对50年一遇的暴雨更加敏感。     

三峡库区树坪滑坡地下水变动研究

以三峡库区树坪滑坡为研究对象,利用监测仪器对该滑坡地下水位进行监测,并结合库水位、日降水量及位移监测数据分析库水位和降水对滑坡变形的影响,结果表明:降水对滑坡体高程约180 m处地下水位影响不大;树坪滑坡变形主要为局部变形,变形主要发生在滑坡前缘,滑坡前缘变形主要是库水位升降引起的。利用Geo-studio软件进行渗流数值模拟,模拟4种库水位上升或下降工况下滑坡体前缘地下水位的变动情况,结果表明:库水位上升或下降时对滑坡体前缘地下水位影响较大,且地下水位随库水位的波动而变化;在库水长期浸泡作用下,滑坡体发生软化,强度降低,且库水入渗后,因滑坡体渗透性小而在土体内产生渗流力及超静孔压,并缓慢消散,进而引起滑坡体局部变形。     

三峡库区三门洞滑坡复活机理及韧性变形研究

三峡库区蓄水诱发大量库岸古滑坡复活变形,引入“韧性变形”概念可很好地解释古滑坡在相似影响因素下的差异性变形响应情况。以三峡库区三门洞滑坡为例,通过现场地质调查及17 a的监测数据,分析古滑坡复活过程中的变形特征及“韧性变形”机制。结果表明：(1)三峡库区三门洞滑坡为平缓堆积层古滑坡,自三峡水库蓄水后复活变形,前、中、后部变形主要为塌岸、拉张裂缝或坍滑和拉张剪切裂缝;(2)在库水位下降期间,滑坡的变形对库水位的快速下降响应敏感,库水在低水位运行和上升期间,滑坡变形主要诱发因素是降雨,尤其是连续性强降雨,可引发滑坡持续性变形;(3)滑坡发生“韧性变形”时,滑体内部经历一次密实过程,使得土体的密度增大,内聚力增强,提高了土体的抗剪能力,在一段时间内拥有抵抗下次变形的力量。研究成果可为三峡库区滑坡监测预警工作提供参考。     

降雨与库水作用下谭家河滑坡变形响应规律分析

三峡库区谭家河滑坡坡体结构特殊，形成机理复杂，自2006年12月开始监测以来，至今仍持续着位移变形。在分析谭家河滑坡变形特征(2015～2020年)的基础上，把GPS人工和GPS全自动监测数据精细划分为多个阶段，采用定性与定量相结合的方法对库水位、降雨量数据进行分析与处理，并结合地下水位监测数据，对滑坡变形响应规律进行总结归纳，揭示滑坡诱发因素与诱发机制。结果表明：(1)谭家河滑坡累积位移呈稳定-阶跃的增长趋势，在自重、库水位波动以及大气降雨等因素的共同作用下，滑坡促滑段不断挤压阻滑段发生推移式蠕动变形。库水位升降是滑坡变形的直接因素，降雨对滑坡变形起促进作用，汛期连续2个月月降雨量达到160 mm以上，会极大促进滑坡变形。(2)库水位从175.00 m低速下降至160.00 m的过程中，库水的浮托减重、浸泡软化效应使坡体变形保持低速增长；库水位从160.00 m快速下降至145.00 m的过程中，库水位下降速率越大，形成的指向坡外动水压力越大，导致坡体变形更加明显。(3)低水位运行阶段，由于库水位快速下降对滑坡变形有一定滞后效应，使坡体在库水位两次145.00 m低水位运行期间仍持续...     

三峡库区靠椅状土质滑坡变形规律及机理-- 以秭归八字门滑坡为例

三峡水库蓄水以来,不少滑坡监测位移-时间曲线呈阶跃变化,导致稳定状态识别难度较大,严重影响滑坡预警预报,靠椅状土质滑坡尤为明显。以八字门滑坡为例,通过多次野外地质调查、长期现场巡查、10多年的GPS位移监测数据、2年多全自动监测数据等,较深入研究了该滑坡在库水涨落及降雨条件下的变形规律。结果表明,库水位下降期间,特别是库水位下降15m以后,由160m下降至145m,滑坡体变形存在20d左右的滞后,滑坡变形曲线出现突跃,日位移量达1.5～2.2mm。一次降雨量在80mm以上会明显诱发坡体加速。库水位上升期间,库水位在175m左右时,月位移量出现5～10mm负值。一次降雨量在150mm左右未能诱发坡体加速;但一次降雨量在200mm以上,滑坡体位移速度明显加大。滑坡体在降雨量诱发后,位移加速后在降雨结束后持续5～7d恢复正常水平。在周期性降雨和库水位涨落的循环作用下,滑坡体反复受到"推-拉"作用,导致滑坡的位移-时间曲线呈阶跃特征。靠椅状土质滑坡为一类特殊的滑坡,库水位升降是八字门滑坡目前变形的主要因素,而降雨对滑坡变形起到了促进作用。受靠椅状等坡体结构特征制约,在库水位升降作用下坡体会反复变形,但难以发生快速的整体破坏。     

长江三峡库区谭家湾滑坡基本变形特征及机理分析

三峡库区谭家湾滑坡自2006年实施专业监测以来,一直持续变形,尤其是自2015年以来,变形趋势逐年增大,对库区村民的生命、财产安全造成巨大威胁。根据长期的野外地质调查、宏观巡查、滑坡地表裂缝位移自动监测数据以及12余年的人工GPS监测数据等,分析了该滑坡在强降雨和库水位变化条件下的基本变形特征和变形机理。结果表明:谭家湾滑坡属于中厚层圈椅状的降雨型牵引式土质滑坡,强降雨和持续性降雨是影响滑坡变形的主要外因,库水位变动对谭家湾滑坡影响较小。谭家湾滑坡在持续性降雨和强降雨条件下会产生明显响应,当日降雨量>90 mm或前3 d累计降雨量达到50 mm,并且当日和前1 d降雨量均>15 mm,地表裂缝位移-时间曲线、累计位移-时间曲线会出现明显的阶跃现象。目前,谭家湾滑坡变形趋势逐年增大,边界裂缝基本形成,在强降雨等极端条件下产生滑动的可能性很大,必须进一步加强监测。     

基于因子分析法的滑坡变形分析

滑坡位移监测资料是我们认识滑坡的基本信息之一,但并非任何的滑坡监测资料都能够直观地反映出滑坡的变形特征,因此采用因子分析法对三峡库区某滑坡的位移监测资料进行分析,将滑坡监测点作为变量,找出了能够反映监测资料原始数据的3个公共因子,并求得了各公共因子的载荷矩阵。此外,根据因子载荷的分布及其监测点变量反映的信息确定了各公共因子的实际意义,得知库水是影响滑坡变形的主要因素,降雨次之,监测点所在微地貌形态对变形也具有一定的影响。同时,由因子载荷求出了库水因子作用下的位移量,并通过滑坡主剖面上中前部监测点的累积位移变化趋势,对该滑坡在库水作用下的变形机理进行了分析。     

白家包滑坡的渗流与稳定性分析

三峡库区是中国地质灾害易发区。为探究库水下降时滑坡的稳定性变化，以白家包滑坡为研 究对象，利用ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件，建立渗流场－稳定性分析－位移场计算模型，模拟出库水位以不同速度消 落时地下水渗流的消散变化及浸润线滞后库水位的时间效应，深入研究了库水降速下滑坡稳定系数及 滑坡位移场的变化。结果表明:库水下降过程中，滑坡前缘为浸润线变化的重点区域，库水下降降幅增 大，浸润线外凸趋势增强，浸润线滞后于水位线的变化越明显，滑坡受坡体内外水头差动水压力作用，形 成瞬态渗流场，饱和度增加，基质吸力减小，黏聚力、抗剪强度减小，稳定性降低，滑坡前缘位移变形增 加。     

三峡库区水位变化对树坪滑坡变形影响机制研究

三峡水库蓄水后,众多涉水型滑坡均有变形迹象,尤其在库水位下降过程中,多数滑坡变形加剧。树坪滑坡属巨型古堆积体滑坡,距三峡大坝坝址约47 km,数年监测结果显示树坪滑坡在库水位下降过程中有强烈变形,若失稳将造成重大损失。为此,现场采集了树坪滑坡近几年监测数据,结合地质调查及勘探资料对其变形机制进行分析,结果表明：树坪滑坡地下水位与库水位涨落保持一致,库水位相对滞后,库水位下降时产生不利于滑坡体稳定性的动水压力,此时 GPS 数据表现出滑坡发生较强烈的变形,具有典型的动水压力型滑坡特征;自动位移计监测结果表明：树坪滑坡在库水位蓄水至175 m 水位后主要发生整体变形,由下部变形牵引上部滑动,具有牵引式滑坡的变形特征。     

三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理

三峡库区内许多滑坡受库水位周期性涨落及降雨的影响,其变形时间曲线呈阶梯状,滑坡变形呈现出阶跃型动态变形演化特征。为了深入研究阶跃型滑坡的动态变形机理,评价预测该类型滑坡的稳定性及发展趋势,本文以白家包滑坡为例,根据现场地质调查及勘查资料,充分利用挖掘十多年的监测数据,分析其动态变形特征、变形机理、影响因素和稳定性,预测其动态变形发展趋势。结果表明此类滑坡由于渗透性能较差,当水库退水时,坡体内地下水向水库排水缓慢,形成地下水与库水位的正落差,指向坡体外侧的渗透压力增大,使得坡体稳定性降低。并且库水位下降速率越大,滑坡位移速率就越大。     

三峡库区滑坡防治工程设计中的若干问题

自2001年开始,长江三峡库区滑坡及崩塌防治工作全面展开,到2004年,三峡工程库区221个滑坡与崩塌体的勘察与防治工程可行性研究工作已全部完成,部分已完成防治工程的初步设计与施工图设计,少数防治工程已开工建设。对三峡库区滑坡防治工程设计中所遇到的几个主要问题一滑坡稳定性及滑坡推力计算方法的问题,孔隙水压力的计算问题,水库水位调度过程中地下水位变化问题,地震力的计算问题及设计工况与安全系数的确定等进行了讨论,提出了相应的解决办法。     

库水位日降幅对白家包滑坡稳定性影响分析

以三峡库区白家包滑坡为研究对象,通过野外勘察和资料收集,对比分析GPS监测曲线、库水位变动曲线和降雨历时曲线,并利用Geo-Studio的SEEP模块和FLAC~(3D)分别对各种不同库水位日降幅条件下滑坡渗流场及应力应变进行了数值模拟。结果表明,滑坡的应力场、位移场、塑性区均随库水位日降幅增大而变化,其变形量及塑性区范围均随库水位日降幅的增大而增大。综合分析认为,目前白家包滑坡处于欠稳定-不稳定状态,在增大库水位日降幅条件下滑坡稳定性将会进一步降低而导致失稳。研究成果可为三峡水库调度确定库水位日降幅标准及滑坡防治提供参考依据。     

水库滑坡位移与水动力耦合预测参数及其评价方法研究

针对库水涨落诱发滑坡致灾机理,在系统分析水库边坡位移与库水位变化规律及其相互作用关系的基础上,运用弹塑性力学基本原理,提出了以库水位下降引起的边坡下滑动力增量作为边坡的加载动力参数,以相应边坡位移变化量作为边坡位移响应参数,以此确定水库边坡库水动力增载位移响应比参数并建立预测模型。运用动力增载位移响应比预测模型对三峡库区典型水库滑坡-黄土坡滑坡关键部位监测点进行了动力增载位移响应比计算,并采用Geostudio软件对该滑坡稳定性进行了数值模拟分析。该滑坡的位移响应特征与稳定性演化规律表明,该滑坡关键变形部位的动力增载位移响应比参数变化规律与其实际位移与稳定性演化规律基本吻合。研究结果表明了动力增载位移响应比参数是水库滑坡有效的位移动力评价参数,可运用该参数及其评价方法对水库滑坡进行稳定性分析与评价。     

库水位升降联合降雨作用下白家包滑坡稳定性评价

库水位升降和降雨通过改变三峡库区库岸滑坡岩土体的抗剪强度和应力状态,影响库岸滑坡的稳定性。为探讨白家包滑坡在库水位升降和降雨联合作用下的稳定性变化特征,本文首先根据GPS监测数据定性分析白家包滑坡变形规律,再采用Geo-studio软件计算4种工况下滑坡的稳定性系数,最后采用R/S分析法计算各GPS监测点累积位移的Hurst指数,并将Hurst指数值与Geo-studio数值模拟结果进行对比分析。结果表明：白家包滑坡累积位移曲线呈“阶跃状”特征;滑坡稳定性受库水位升降和降雨的综合影响,库水位下降时稳定性系数减小,上升时稳定性系数增大,降雨也能在一定程度上降低滑坡稳定性;175~145 m加降雨工况下滑坡最小稳定性系数为1.034,处于欠稳定状态;各监测点Hurst指数均介于0.5~1之间,表明未来滑坡变形将持续加剧,与滑坡变形定性分析及稳定性数值模拟结果一致。     

考虑库水位及降雨联合作用的云阳县区域滑坡危险性评价

危险性评价是区域滑坡灾害风险评价及风险管控工作中的关键内容。以三峡库区重庆市云阳县为例,首先利用逐步判别法从初始指标体系中筛选关键指标体系(坡度、高程、剖面曲率、地形湿度指数、岩土体类型、植被覆盖度和距道路距离),并基于逻辑回归模型完成全区滑坡易发性区划;然后以距水系5 km范围将研究区划分为非库岸区和库岸区,对非库岸区考虑不同降雨重现期下的滑坡时间概率,对库岸区考虑不同库水位状态与不同降雨重现期下的滑坡时间概率;最后综合时间概率和易发性结果得到云阳县区域滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:区内滑坡主要发育在强降雨+低库水位状态工况下;云阳县滑坡较高危险区及高危险区占研究区总面积的52.7%,主要沿长江干流及其支流水系展布,分布在城镇周边等人类工程活动开发程度较大的建设用地区域。研究成果对于提高危险性评价结果的精度和发展滑坡灾害风险评价理论具有借鉴价值。     

基于诱发因素作用特征的滑坡变形时序模型

降雨、库水位变化是滑坡发生的主要外在诱发因素,降雨和库水位变化的滞后性和周期性是滑坡变形的重要作用特征。考虑降雨及库水位变化的滞后性和周期性对滑坡累积位移的影响,直接将降雨和库水位变化作为滑坡变形位移预测的影响变量,建立多元时序模型。以三峡库区秭归县白水河滑坡为例,首先用灰色模型提取趋势项位移,然后利用滞后的降雨量和滞后的库水位的变化量预测当期的周期项位移,最后将趋势项位移与周期项位移叠加,得到滑坡累积位移的预测值。结果显示,此方法能够很好地反映滑坡诱发因素对滑坡变形的动态影响,预测的平均绝对误差为1.97%,预测精度较高。     

三峡库区新构造运动与滑坡耦合关系探讨

长江三峡工程库区滑坡众多,据调查,大于100万m^3以上的滑坡干支流共计320处(其中干流136处),滑坡的年代学研究表明,其活动主要集中在中、晚更新世(几万年至30万年),而此时也正是三峡地区新构造运动比较强烈的时期。滑坡分布高程研究、滑带物质测年资料、滑坡与河流阶地的关系等,都表明三峡地区新构造运动的强弱与滑坡活动的成生具有紧密的联系,两者具有较好的耦合关系。