库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析

 基于非饱和土力学理论建立渗流场–应力场的流–固耦合计算模型,考虑土–水特征曲线与渗透特征,将孔隙水压力分布和非饱和土强度理论应用到极限平衡法中,并与有限元法结合,对库水作用下的三峡库区巫峡段龚家坊堆积层滑坡稳态–瞬态进行渗流、稳定性、应力应变的饱和–非饱和数值计算。采用Geo-studio软件中的Seep模拟库水对滑坡体作用及地下水位变化;并与Slope结合,进行极限平衡与流固耦合的稳定性计算;采用Sigma有限元分析方法进行非饱和非稳定渗流与应力–应变分析。揭示了孔隙水压力差的消散变化以及浸润线滞后库水的时间效应,水分在坡体内运移与土体变形相互影响的空间效应,表明水在坡体中起到了顶托、楔裂、促动的作用,坡顶张拉裂隙积水对稳定不利,前缘稳定,滑坡中后缘起着推移作用,是控制整体稳定的关键,体现了渗流–应力耦合作用下库区抗滑桩作用体系的防治效果。     

库水位变化条件下八字门滑坡渗流稳定性分析

在系统分析水库型滑坡的失稳机制与动因的基础上,深入研究了水库型滑坡在渗透系数k与库水位波动速率v动力作用下的稳定性演化规律,发现滑坡的稳定性状态受k,v因素的影响和控制.故将耦合参数k/v作为影响滑坡渗流稳定的主要参数,探讨了不同k/v工况下滑坡渗流场稳定性的演化规律,结果表明:相同数量级的渗透系数和同一水位条件下,库水位上升阶段滑坡稳定性系数与k/v呈负相关关系;库水位下降阶段则呈正相关关系.     

降雨与库水位共同作用下近坝库岸边坡滑坡模型试验研究

根据云南省龙江水电站近坝库岸边坡滑坡特点,为了对降雨与库水位共同作用下近坝库岸边坡滑坡有深入的了解,进行了降雨与库水位共同作用下边坡滑坡大型模型试验研究。试验结果表明:降雨是引起近坝库岸边坡滑坡的重要因素,降雨与库水位共同作用下近坝库岸滑坡有效应力减小,研究库水位以下边坡土体的抗剪强度减小;库水位作用使得边坡产生沉降和裂缝,边坡的滑坡是由降雨和库水位共同作用引起,库水位以下边坡土体水分入渗充分,边坡内部孔隙水压力较大,边坡易产生滑坡且滑坡规模较大,近坝库岸边坡滑坡属于浅层牵引式滑坡。     

三峡库区树坪滑坡受库水位变化产生的变形特征

中国三峡工程是当今世界上最大的水利水电工程。在2003年6月第一次蓄水至高程135m以后,发生了大量的滑坡复活及失稳现象。树坪滑坡是变形较为严重的滑坡之一。树坪滑坡属于发生在三叠系巴东组砂岩及页岩中的大型古滑坡。三峡库区的初次蓄水引起了树坪滑坡的复活,并对坡体居民的生活和长江航道的安全构成极大威胁。在GPS观测、坡体裂缝观测以及伸缩计观测数据的基础上,对库水位变化所引起的树坪滑坡的变形特征进行了分析。同时,为了解滑坡范围内地下水的分布特征,进行1m深地温测试,并对地下水存在状况进行推测。变形观测结果表明,在古滑坡的头部没有明显变形。在滑坡体上部,变形以拉伸为主,在滑坡体下部,变形以压缩为主;在滑坡体中部,没有明显的压缩和拉伸。与水库蓄水同步开始的GPS观测结果表明,蓄水开始时,滑坡体下部的变形速率较上部快,而在2005年6月,滑坡体下部的变形基本结束,滑坡变形主要体现为上部滑坡的向下滑落并挤压下部滑坡体。根据地下水的探测结果以及对滑坡变形与降雨量之间的比较,可以推测树坪滑坡的变形不仅受到库水位变化的影响,同时也受到地下水的影响。     

库水位下降对滑坡稳定性的影响

三峡水库2003年蓄水后，滑坡将可能成为三峡库区最严重的地质灾害之一，库水位下降和暴雨是导致滑坡的主要因素。根据三峡库水位调控方案考虑库区极端暴雨情况，利用有限元模拟库水位在175～145m波动和降雨时红石包滑坡Ⅲ的暂态渗流场，将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡的极限平衡分析，并考虑基吸力对非饱和土抗剪强度的影响。探讨不同降雨速度、降雨条件对滑坡稳定性的影响。研究表明：库水位下降对滑坡稳定性的影响受控于滑坡土的入渗能力和滑坡结构形态，当暴雨强度为300mm／d时，红石包滑坡Ⅲ的临界降速1m／d。其成果将为库区滑坡治理提供科学依据。     

基于库岸再造的滑坡长期稳定性研究

库岸滑坡是三峡库区常见的一种滑坡形式,结合预测库岸再造的卡丘金法、岸坡结构法,针对三峡库区某典型堆积层水库岸坡进行库岸再造预测,基于蠕变理论对滑体及滑带土c、φ值进行折减,计算其长期稳定性。将现状滑坡稳定性与库岸改造后坡形稳定性进行对比分析,综合探讨塌岸引起的形状改变对水库边坡安全性的影响。     

水位涨落对库岸滑坡稳定性影响研究

介绍了三峡库区石榴树包滑坡的工程概况,分析了滑坡变形破坏的原因,通过建立地质模型,计算研究了不同库水位工况下滑坡的稳定性,为滑坡灾害预报提供了理论依据。     

库水位涨落对滑坡稳定性影响研究进展

库水位涨落是导致库岸古滑坡复活及滑坡失稳的重要原因之一,明确库水位涨落导致滑坡失稳的根本原因,选择有效的计算方法进行滑坡稳定性评价是准确反映滑坡发展与变形的关键。基于水岩相互作用机理,分析了库水涨落对滑坡岩土体的影响。较为详细地介绍了极限平衡法、有限元强度折减法、饱和／非饱和渗流应力耦合分析等滑坡稳定性分析方法。在此基础上,指出了当前研究中所存在的主要问题及今后研究发展方向。     

渗流作用下裂隙深度对滑坡稳定性影响研究

大量的工程实例表明,降雨会诱发滑坡的产生和发展,特别是久雨或暴雨条件,是滑坡灾害发生的重要因素.在滑坡逐渐形成的过程中,坡体可能存在一定的裂隙,这些裂隙使得降水入渗过程更为强烈,从而进一步加重了滑坡灾害.同时,裂隙会随着滑坡的发展而不断发育,裂隙深度会逐渐加大,形成恶性循环.本文模拟了在降雨渗流场作用下,考虑裂隙不同深度对滑坡稳定性的影响.通过计算分析表明,模拟的结果与实例滑坡较为吻合;裂隙的存在会显著影响坡体的稳定性;裂隙深度越大,滑坡稳定性受降雨影响降低的幅度也越大;降雨持续时间越久,裂隙深度对滑坡稳定性的影响程度越大.     

库水位上升条件下滑坡浮托效应影响因素研究

以三峡库区涉水浮托减重滑坡为原型,利用有限元软件Geo-studio,定量分析了库水位上升速率、渗透系数、岩土体重度、坡度对滑坡浮托力的影响,得出了一些结论,为滑坡的治理提供了依据。     

库岸古滑坡离心模型试验研究

针对一库岸古滑坡进行了水位骤降条件下 失稳机制 的离心模型试验。 离心模型的制作考虑了原型边坡的大尺寸和非均质特征,离心试验过程中进行了上下游水位的实时控制,试验后进行了边坡土体物理特性和强度特性的对比试验。离心试验结果表明：水库蓄水导致坡脚抗滑阻力降低,坡体前缘出现裂缝并随着水位上升出现坡脚坍滑;水位骤降坡体内产生向外的动水压力,加剧坡脚滑动并形成牵引式滑坡趋势;坡脚被加固后边坡变形情况得到明显改善,滑动被阻止,边坡整体稳定性提高。离心试验前后边坡土体的物理力学试验结果揭示：坡脚滑动会造成坡体土密度和含水率重新分布,并导致近滑动区土体强度特性改变、强度指标下降。 另外,水下土体随浸没时间增长黏聚力会降低直至消失。     

库水位升降作用下库岸边坡渗流特征研究

以某库岸边坡工程为例,在对其地质环境调查研究的基础上,运用GEO-SLOPE软件中SEEP/W模块,较为全面地模拟了库岸边坡库水位升降下的渗流场。从库水位上升、水位保持及水位下降三阶段出发,分析了库区内分布较广的强风化泥质砂岩、泥灰岩类型的岸坡在水库升降变化作用下其渗流特征及分布变化规律、水岩相互作用;分析了该库岸边坡的孔隙水压力变化特征和渗流速度动态变化规律,为进一步渗流与变形耦合分析提供了依据。     

三峡建库水位及其对重庆库岸与基础稳定性的分析研究

本文就三峡工程建设期和运用各时期库水位对重庆市区的影响进行了分析，以及三峡水库建成后重庆洪水位抬高及其对库岸与基础稳定等有关问题进行阐述。     

水位变化引起分层边坡滑坡的实验研究

通过对分层的边坡在水位变化时滑坡的模拟实验，起的滑坡，重点考察了水位涨落速度对坡体稳定的影响，考察了分层坡体的滑坡模式、坡体变形、破坏和渗流引以及坡面从产生张拉裂缝直到形成滑面的整个过程，并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。最后用有限元对实验坡体进行了应力和位移的静力场分析，计算结果与实验结果基本一致。     

从一工程实例浅析水水位变化对库岸的影响

大量事实表明,水库水位变化对库岸会产生较大的影响,但人们对这种影响的认识和理解尚不十分深刻,试图从水库水位变化对库岸的影响机理入手,分析水位变化对库岸的再造作用,并针对长江三峡库区－工程实例进行了研究,得出了几点认识。     

基于可靠度理论和破坏概率的库岸滑坡稳定性分析

基于可靠度理论与破坏概率,应用SEEP/W软件对三峡库区黄土坡滑坡进行了稳定性评价。对比分析了在库水位升降过程中,应用平均稳定系数法和滑坡破坏概率法对稳定性评价的异同。结果表明:用破坏概率对滑坡进行稳定性评价时,由于考虑了变量的随机性,评价结果相比于用单一固定参数计算的稳定性要合理;当库水位初始位于175 m时刻黄土坡滑坡处于较稳定状态,库水位从175 m降到145 m时刻黄土坡滑坡有一定的破坏变形的可能。     

降雨和库水位下降联合作用下某滑坡稳定性分析

以三峡库区秭归县树坪滑坡为例,分析了滑坡的位移监测数据,采用有限元软件Geo-studio中的SEEP/W模块,研究了不同工况下滑坡体内地下水渗流场的变化过程,探讨了不同降雨强度对滑坡稳定性的影响,有助于制定出适宜该滑坡的治理方案。     

考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的库岸老滑坡稳定性分析

库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害,计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0,仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性,将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机（场）统计特征为基础,建立库岸边坡稳定性的可靠度分析方法。首先根据有限的室内土水特征关系试验数据,采用贝叶斯理论校准土水特征曲线VGM、VGB、VG和FX模型参数的随机统计特征,并得到模型备选组合的概率。其次根据饱和渗透系数的随机场统计特征,联合土水特征曲线的随机统计特征,生成库岸边坡非饱和渗透系数的随机场空间分布。最后分析仅考虑土水特征曲线随机统计特征的库岸边坡稳定性失效概率,以及综合考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的可靠指标。针对三峡库区石榴树包老滑坡在2020年强降雨和长江水位快速升降的工程背景,开展考虑渗流作用的非饱和土边坡稳定性可靠度分析。研究结果表明,虽然边坡稳定性的安全系数较低,但是可靠指标满足规范不小于2.70的要求,无需采取额外的边坡工程加固措施,建议继续开展边坡的长期健康监测。     

分形介质饱和渗流应力耦合数值模拟研究

基于介质骨架、固体颗粒以及水是可压缩的这一假设,推导出饱和的渗流应力耦合控制方程组。采用加权残值法对耦合方程组进行有限元离散,并推导相应的弹塑性矩阵。对耦合计算中的渗透系数分形模型展开讨论,综述采用分形维描述多孔介质和裂隙介质渗透系数方面研究的进展。最后,在给出的固结算例中采用一个较为实用的分形渗透系数模型,该模型可模拟渗透系数随介质变形而变化。数值计算的结果显示出良好的规律性,可以提高对耦合试验观测现象的理解。     

水位变化对水库滑坡稳定性的影响

为了保证水利水电工程建设能够顺利进行，也为了保证水利水电工程建设能够正常的运营，对水库库岸稳定性进行研究是势在必行的。1963年，意大利瓦伊昂水库事件、1963年，我国刘家台水库事件、1979年，印度曼朱二号水库事件等都造成了比较大的人员伤亡和财产损失，从而引起了世界各国的重视，也正是从这时候开始，各国的学者及地质工程师开始认识到了地质环境与人类的工程活动间相互作用的重要性，也正是从这个时候开始，各国学者和相关的工程人员开始对库岸滑坡的研究投入了更大力度的研究。水库水位的变化对于水库来说有着极大的危害，它不利于水库建设的安全性和稳定性，对于社会和个人都有着十分大的影响。因此，笔者将在此针对水位变化对水库滑坡稳定性的影响作出简要的分析，希望可以引起大家的共鸣。