长江三峡工程水库塌岸与工程治理研究

水库塌岸(岸坡再造)是影响三峡水库移民工程安全的重大地质灾害问题.本文在分析三峡库区塌岸特征的基础上,总结了近期库区塌岸治理工程的若干关键技术问题,论述了三峡库区塌岸预测方法.以兴山县高阳镇库岸治理工程为例,介绍了岸坡稳定性分析、岸坡再造范围预测、库岸稳定性分区和工程治理方案论证的方法、步骤和具体内容.     

三峡库区典型塌岸模式研究

三峡库区塌岸地质条件调查结果表明,不同的岸坡结构,蓄水后库岸的变形破坏形式塌岸模式,往往差别较大。本文根据现场调查成果,结合室内分析,总结归纳出三峡库区几种典型的塌岸模式,即冲蚀磨蚀型、坍塌型、崩塌(落)型、、滑移型和流土型。在此基础上,对不同塌岸模式的发展演进过程、发育分布特征,以及塌岸与岸坡岩土结构、地形地貌等的关系进行了深入系统地研究,提出了三峡库区典型塌岸发育的一般地质条件。     

三峡库区塌岸预测新方法——岸坡结构法

水库塌岸是三峡库区重大地质灾害之一.通过三峡库区数百段库岸的塌岸地质现场调查和预测分析的基础上,提出了类似三峡这种山区河道型水库的塌岸预测新方法--岸坡结构法(RBSM),并给出了详细的图解方法和预测步骤.同时,开展了二滩、宝珠寺和龚咀三个运行中的类比水库和三峡水库(139m蓄水)的塌岸预测检验,验证结果表明该方法适宜于三峡水库以及类似的山区河道型水库塌岸预测,从而为水库塌岸预测与防治工程提供重要依据.     

库区陡峻土质岸坡路基塌岸预测

对山区顺直陡峻岸坡路基塌岸的预测,与普通图解法比较,采用考虑土体内聚力的图解法可有效避免解算难以收敛的问题,更为符合塌岸的真实形态。通过预测实例的分析发现：天然休止角的提高可大幅减小塌岸范围;水下磨蚀角的提高则可有效减小塌岸深度;合理调节运行水位变幅,对控制塌岸范围和深度较为理想;而通过小范围抬高公路线位来控制塌岸的效果并不明显。对塌岸影响因素的深入分析,为塌岸段路基的治理提供了合理的思路。     

典型山区河道型水库塌岸模式研究

通过对已蓄水运行的三峡、二滩、宝珠寺、大朝山、漫湾、天生桥一级和紫坪铺7个山区河道型水库实际塌岸的现场调查和室内分析,提出冲磨蚀型、崩(坍)塌型、滑移型和流土型4种塌岸模式,描述了各塌岸模式的发生条件及特点.在计算各水库塌岸岸坡结构和塌岸模式分布概率的基础上,分析塌岸的影响因索.结果显示,山区河道型水库塌岸主要发育于残...     

基于DEM的两段法水库塌岸预测研究

根据两段法进行塌岸预测的基本原理,本文基于Microsoft Visual Studio编程平台和ArcGIS Engine地理信息系统二次开发组件完成两段法塌岸预测程序的实现,将两段法的应用范围由二维空间拓展到三维空间,实现了塌岸宽度和体积计算的参数化和自动化,通过简单的人机交互,即可完成塌岸预测,提高了塌岸预测效率; 塌岸预测前后岸坡形态的三维可视化对比展示,也为库岸防护工程的实施提供了更可靠的数据支持和决策依据。在程序的实现过程中,塌岸预测参数获取主要通过3个途径:(1)通过野外调查实测数据和室内土工实验结果,获取所需的水下稳定坡角和水上稳定坡角; (2)通过地质图和高分辨率航空影像获取岩性分界线、多年洪水位线、枯水位线等参数信息; (3)基于研究区高分辨率DEM(Digital Elevation DEM)数据,绘制地形剖面线,为程序运行提供终止条件。     

三峡库区重庆段塌岸预测研究

三峡水库蓄水将会引起库区两岸变形再造,为了研究重庆段库岸塌岸变形,通过对重庆段重点库岸段的详细地质调查,总结出重庆库岸段存在如下三种主要的塌岸模式:冲蚀磨蚀型、坍(崩)塌型、滑移型;其中冲蚀磨蚀型约占调查总长的54%,坍(崩)塌型约占42%,滑移型仅占4%左右。在调查的基础上,针对不同的库岸塌岸模式和岸坡结构,采用不同的塌岸预测方法和预测参数开展了重庆段重点库岸段的塌岸预测,得出重庆段80%的库岸再造范围在20 m以内,而再造变形范围大于20 m的库岸段大多表现为滑移型。以上为重庆段库岸塌岸的防治措施提供了理论依据。     

水库塌岸时间效应的物理模拟研究

塌岸是一个长期的渐进过程。现阶段工程中塌岸预测的范围仅仅是指塌岸的最终状态。本文通过物理模拟试验来揭示塌岸发展的一般过程和时间效应。结果表明,塌岸的发展演化经历了从初始阶段的表层迅速被冲刷→浅层磨蚀→深层缓慢地掏蚀与坍塌,直到最后波浪无法作用于水上坡体而趋于稳定的过程。塌岸过程具体可划分为4个阶段:表层冲刷阶段、浅层磨蚀阶段、深层掏蚀与坍塌阶段、岸坡稳定阶段。岸坡稳定条件为:水下坡体和水上坡体达到稳定坡角,波浪不能再通过涨落带对坡体变形破坏造成影响。     

三峡水库塌岸影响因素的物理模拟研究

水库蓄水后库岸边坡失稳破坏是一个复杂的过程,其塌岸模式及塌岸规模往往受多种因素的影响。文章在对三峡库区典型塌岸段地质条件调查研究的基础上,利用物理模拟手段,系统地研究了水库岸坡土体材料、岸坡坡角、库水位、降雨强度对岸坡流失量的影响。研究结果表明,三峡水库存在冲磨蚀型及滑移型两种主要的塌岸模式。岸坡土体流失量与岸坡坡角、岸坡物质组成、降雨强度等成正相关关系,且各因素对流失量的影响程度不同,岸坡物质组成及岸坡坡角是主要影响因素。各因素对岸坡流失量的影响还存在临界值,超过此临界值时,该因素对塌岸的影响将变得非常明显。由于物理模拟经历的时间较短,试验所得规律仅适用于水库蓄水后一定时期内塌岸的研究。     

黄金峡洋县万春村塌岸治理工程问题简析

黄金峡洋县万春村塌岸治理工程,是因为引汉济渭黄金峡水库建成后随着蓄水位的上升,会对库区内洋县万春村拟建护岸产生波浪淘蚀及冲刷破坏,因此,塌岸范围的预测对设计护岸的布置有重要意义.与其它水库塌岸不同的是,影响堤防护岸的因素主要为塌岸宽度,塌岸方量对护岸的影响不大.通过分析,黄金峡洋县万春村塌岸对堤防护岸的布设无影响.     

基于人工神经网络的三峡库区丰都县水库塌岸预测

为了建立一个适合于三峡库区的塌岸预测方法体系,采用具有处理非线性关系功能的人工神经网络方法对水库塌岸问题进行研究。通过训练、学习和仿真,获得预测正确率为97.2%的具有7-32-14网络结构的BP神经网络模型,采用该模型对蓄水位为175　m时丰都县各岸段进行塌岸预测,并将预测结果与传统经验公式计算法所得结果及实际监测数据进行对比。结果表明:基于人工神经网络的塌岸预测宽度与实际监测数据很接近,偏差在5 m以内;公式法计算结果与监测值平均偏差为15.9 m,而且对于部分坡段,公式法计算结果比实际监测值小8～11 m,没能预测出塌岸的真正范围。采用神经网络模型对丰都县水库进行塌岸预测,预测结果与实际监测数据平均偏差约3.8%,表明其预测结果可靠。     

西藏满拉水利枢纽左岸塌滑体稳定性研究

西藏满拉水利枢纽坝址位于高海拔、高地震烈度区, 其左岸上、下游均分布有规模较大的坍滑体, 影响边坡稳定和水工建筑物的安全运行。为此对左岸坍滑体进行了专门的勘察和试验研究, 并且在坍滑体上布置变形监测网, 在施工期和水库蓄水期及运行初期对坍滑体的地面变形, 地裂缝张开度和深部分层水平位移进行了监测。今后对上、下游坍滑体继续进行变形监测, 以便对可能产生的塌滑及时作出预报, 保证满拉水利枢纽长期安全运行是很有必要的。     

三峡库区塌岸的物理模拟研究

三峡水库正常蓄水以后,涉水岸坡岩土体内部的地下水动力场和应力场都将发生较大的改变,再加上库水位变动、风浪侵蚀以及暴雨等外部营力作用,岸坡稳定性将发生显著变化,并可能导致塌岸的发生。为了研究三峡水库的塌岸模式和成因机理,本文在查明三峡库区塌岸工程地质条件的基础上,采用物理模拟手段,利用正交设计原理,分析研究了塌岸模式及塌岸宽度与岸坡坡角、水位、降雨强度、土质及波浪等影响因素的关系和敏感程度。     

节理型黄土开挖边坡塌滑破坏机理

黄土节理控制着黄土区地下水或者地表水的运输通道,黄土节理的发育致使黄土节理扩张为局部大的拉张裂隙,在拉张力作用下使得黄土高原地区塌滑灾害频繁发生。通过野外调查和分析,提出了黄土开挖边坡塌滑破坏可分为4个阶段:坡脚侵蚀剥落阶段、坡顶拉裂阶段、垂直裂隙扩展阶段、边坡整体塌滑破坏阶段。结合工程实例,通过概化的三维数值分析模型,使用岩土工程软件FLAC3D模拟分析了在3种降雨量条件(40 mm/d、80 mm/d、100 mm/d)下,降雨2 d后概化模型的塌滑破坏情况,这可为工程地质条件相同地区的黄土开挖边坡塌滑变形破坏的分析以及防治提供一种有效分析范例。     

中梁水库蓄水影响岸坡变形破坏数值模拟分析

本文在综合分析岸坡工程地质条件的基础上,利用离散元数值模拟分析软件UDEC建立计算模型,对岸坡体在蓄水前、后两种瞬态工况下的应力场、应变场、变形（位移）情况以及塑性区分布情况进行了深入分析; 同时利用GeoStudio软件Seep模块计算水位变动下岸坡体浸润线,并使用基于Sarma法原理的Slope模块耦合计算水位动态工况下的稳定系数变化。结果表明：蓄水前局部变形破坏,蓄水后前部及后部变形大,中前部坡体易发生整体失稳; 水位上升期间斜坡整体稳定性降低明显,下降期间整体稳定性微弱降低。     

三峡库区大坪滑坡变形对前缘塌岸的响应分析

随着三峡水库的长期运行,受库水位涨落和波浪作用影响,三峡水库土质岸坡的塌岸问题愈发严重,塌岸不仅造成了水土流失,甚至会诱发滑坡复活。大坪滑坡是三峡库区前缘塌岸发育最为明显的滑坡之一,以三峡库区大坪滑坡为例,结合大坪滑坡的地表宏观变形、地表GPS位移等数据,分析滑坡变形特征以及塌岸对滑坡变形的影响,在此基础上通过ABAQUS生死单元功能实现前缘塌岸对滑坡稳定性影响的数值模拟,进一步探索滑坡变形对前缘塌岸的响应关系。结果表明:大坪滑坡的变形主要受库水位涨落影响,前缘塌岸较发育,塌岸一侧GPS监测点地表位移变化较明显,显然塌岸对大坪滑坡地表变形影响较大;ABAQUS的有限元计算结果表明,塌岸对滑坡的变形影响十分明显,影响大小主要与塌岸方量相关;塌岸导致的滑坡变形主要集中在滑坡前部,并向后部逐渐扩展;ABAQUS中的生死单元法可以很好地实现塌岸对滑坡稳定性影响的模拟。     

金沙江巴塘水电站1#滑坡塌岸影响区详细划分研究

受库岸地层岩性、地质构造和库水位升降等因素影响,水库蓄水过程中经常遇见塌岸类的水库地质问题,影响水库的正常运营和库岸周边居民生产生活。在以往研究中,塌岸范围已经研究较多,但将其详细划分,目前研究尚少,盲目治理、夸大治理,务必会造成不必要的浪费。本文以金沙江某水电站滑坡为例,结合水库塌岸模式、预测方法及分级界定,通过野外调查、室内外试验以及参考其它工程经验,综合分析并研究了塌岸的影响区,并将其详细地划分为待观区和处理区,针对不同的区,做出更加合理、经济的处置方案。     

金沙江巴塘水电站1#滑坡塌岸影响区详细划分研究

受库岸地层岩性、地质构造和库水位升降等因素影响,水库蓄水过程中经常遇见塌岸类的水库地质问题,影响水库的正常运营和库岸周边居民生产生活。在以往研究中,塌岸范围已经研究较多,但将其详细划分,目前研究尚少,盲目治理、夸大治理,务必会造成不必要的浪费。本文以金沙江某水电站滑坡为例,结合水库塌岸模式、预测方法及分级界定,通过野外调查、室内外试验以及参考其它工程经验,综合分析并研究了塌岸的影响区,并将其详细地划分为待观区和处理区,针对不同的区,做出更加合理、经济的处置方案。     

堵河上游顺向结构岸坡变形破坏机理分析

堵河流域岸坡变形强烈,由此引起的浅层滑坡发育。本文在野外地质调查的基础上,详细描述了野外自然露头所观察到的顺向岩质岸坡变形现象,在对岸坡变形过程解剖的基础上,将堵河上游顺向结构岸坡的变形破坏过程分为:(1)伴随着卸荷裂隙及菱形结构体形成的初始蠕变阶段;(2)菱形结构体变形阶段;(3)弯曲折断带形成阶段;(4)拉张裂隙贯通阶段;(5)浅层变形失稳等5个阶段。对岸坡变形破坏过程的野外现场分析,有助于提高对岩石流变及岸坡变形破坏的认识,从而提高对此类河流岸坡防治工作水平。     

水库岸坡的承压水模型研究

基于实际工程水库岸坡失稳资料和现有岸坡失稳模型,指出现有模型的局限性,提出了新的水库岸坡承压水模型。给出了承压水模型适用条件,推导了滑带底部承压水压力的理论计算公式。得到了考虑承压水时的岸坡安全系数计算公式,验证了承压水存在的合理性。研究结果表明,在考虑承压水情况下,岸坡稳定性受降雨入渗量和库水位变化的影响显著,且两个影响因素联合作用的效果比单个因素作用再叠加更明显。承压水岸坡渗透比在（10-5~10-2）区间时,岸坡稳定性最低,安全系数存在一个最小值,最易发生失稳。渗透比相同时,降雨入渗量越大,岸坡稳定性越低。