三峡库区黄土坡滑坡非饱和水力参数研究

非饱和水力参数在计算滑坡降雨入渗过程与稳定性时是至关重要的材料参数。在三峡库区黄土坡滑坡上进行双环渗透试验,获取黄土坡滑坡表土层的饱和渗透系数。对黄土坡滑坡表土层的含水率和基质吸力进行实时监测,采集了黄土坡滑坡表土层中含水率和基质吸力随时间的变化数据,采用van Genuchten土-水特征曲线模型拟合了4个实时监测剖面的土-水特征曲线及其拟合参数。将饱和渗透系数与土-水特征曲线拟合参数代入van Genuchten渗透系数函数模型,求出了黄土坡滑坡表土层在非饱和条件下的渗透系数函数,为黄土坡滑坡在降雨作用下的稳定性计算提供了可靠的水力参数     

三峡库区黄土坡滑坡滑带空间分布特征研究

黄土坡滑坡是三峡库区地质条件最复杂的滑坡之一,因巴东县城在历史搬迁过程中曾坐落于该滑坡体上而备受关注。为揭示对黄土坡滑坡起控制作用的临江1号滑坡滑带空间分布和工程性质规律,根据野外大型试验场隧洞群直接揭露,结合钻孔、室内试验和现场监测手段,对滑带空间分布、厚度、物质组成、物理力学性质和变形规律等方面进行了研究,获得了较系统全面的创新成果。研究结果表明:临江1号滑坡中存在双层滑带,下层主滑带呈南高北低东高中低状,位置靠近滑坡东部;次级滑带靠近滑坡西部;临江1号滑坡主滑带物理力学参数在空间分布上呈现不均一性,滑带强度的黏聚力和内摩擦角值随着滑坡主滑方向从后缘到前缘呈递增趋势,而滑带中的黏粒和粉粒含量随着滑带从后缘到前缘的延伸同样有所增长。临江1号滑坡次级滑带变形速率受控于滑带分布,前缘滑带变形速率明显大于后缘速率。滑带变形响应随滑带位置不同受外界因素影响程度各异,前缘受库水位升降显著影响,中后部滑带变形主要受降雨影响。     

三峡库区黄土坡滑坡降雨入渗模型研究

传统的入渗模型未考虑坡角和降雨强度对滑坡入渗过程的影响,为了更好地描述黄土坡滑坡降雨入渗过程,在Green- Ampt入渗模型的基础上推导了考虑坡体倾角和小降雨强度影响的降雨入渗模型。为了获取改进的入渗模型参数,在黄土坡滑坡1#崩滑体上进行了双环渗透试验与降雨、土的含水率和基质吸力现场监测。结果表明,黄土坡滑坡1#崩滑体饱和渗透系数为4.81×10-5 m/s;降雨时体积含水率增加,降雨停止后体积含水率降低,深部表现出一定的滞后特性;基质吸力变化趋势与体积含水率相反,降雨使其减小,降雨停止后逐渐增大。通过双环渗透试验与现场监测,获取了黄土坡滑坡降雨入渗模型参数值。将入渗模型计算值与现场监测数据进行对比,该模型计算值与现场监测数据吻合,说明该降雨入渗模型可用于黄土坡滑坡降雨入渗分析。     

黄土坡滑坡的离散元研究

根据黄土坡滑坡所处的深部地质和表层古滑坡体结构特征，建立滑坡地质环境模型，运用离散元数值模拟方法研究黄土坡滑坡与深部地质环境的关系，明确了其形成机理，认为软硬相间的岸坡地层及顺向坡特点构成了黄土坡滑坡形成的形成的物质条件和发生背景环境，其内在力学机制是深部软硬相间岩层在重力蠕滑作用下发生的拱张，在考虑不同荷载组合的情况下预测评价滑坡的稳定性变化，滑坡体上建筑荷载会抑制中部剪切滑移区的发展，但能使滑坡体前端剪切滑移区扩大，从而降低滑体前缘的稳定性。     

水库滑坡地下水动态响应规律及浸润线计算模型

库水和降雨直接导致水库滑坡地下水变动,是诱发滑坡的主要因素。已有研究大多是基于监测数据探讨库水与降雨对滑坡变形的影响,未能揭示水库滑坡地下水响应规律,地下水浸润线计算模型没有同时考虑降雨和库水的影响,且模型边界条件与水库滑坡实际情况差别较大。为了揭示大型水库滑坡地下水动态响应规律,需要构建更接近实际情况的地下水位浸润线计算模型。通过三峡水库石榴树包滑坡地下水动态监测,揭示了库水水位变化和降雨条件下滑坡地下水水位动态响应规律,其地下水渗流场近似层流,滑坡前缘和中部的地下水水位与库水位几乎同步,滑坡后部的地下水水位主要受降雨影响,日降雨30 mm会引发地下水水位明显变动。在周期性库水位变化和随机降雨耦合条件下,建立了滑坡地下水非稳定渗流微分方程,解算出水库滑坡地下水位浸润线计算模型,并采用实际监测结果进行了验证。应用计算模型分析了不同工况条件下的滑坡渗流场,并得出滑坡内距前缘水平距离145 m内,库水对地下水有影响;引发地下水变动的降雨和库水位变化阈值分别为0.03,0.1 m/d,且不同的条件组合下降雨和库水位对地下水水位影响存在一定差异。     

斜坡深层岩石蠕变与黄土坡滑坡

许多大型的滑坡都与深层重力斜坡变形有关,深层重力斜坡变形有三种基本类型：深层岩石蠕变、脊侧向扩展、逆冲断层前锋侧向扩展。重点阐述了深层岩石蠕变的特征及其形成的机制。以黄土坡滑坡为研究实例,提出黄土坡滑坡前期经历过深层蠕变。     

三峡库区黄土坡滑坡体原岩结构特征及演化模式研究

三峡库区黄土坡滑坡是一个大型复合变形体,地质条件非常复杂,其演化过程还需要进一步研究。本文对黄土坡滑坡勘察及白土坡库岸深部监测钻孔岩芯资料进行了综合对比研究,结果表明巴东组第三段上亚段岩体相对下亚段岩体夹层发育密集,黄土坡滑坡滑床中可能仍有贯通性夹层发育,取样夹层已泥化为砾类土。根据巴东组第三段岩体中软弱夹层发育特点恢复了黄土坡滑坡体的原岩结构,滑体分布特征与原岩结构对比研究表明黄土坡滑坡体是复合牵引式滑坡多次滑动的产物。黄土坡斜坡前缘巴东组第三段上亚段岩体中夹层密集,易泥化为滑坡滑带发生深层蠕变,并且受F3断层切割和次级褶皱发育影响岩体破碎,先期发生了滑坡。继而引发斜坡中部巴东组第三段下亚段表层风化破碎岩体坠覆或滑动并超覆于前缘崩滑体之上,最后引发园艺场滑坡使斜坡后部巴东组第二段表层风化破碎岩体滑动超覆于中部岩体之上,受三峡水库蓄水影响黄土坡滑坡崩滑体深部滑带及滑床夹层蠕滑将进一步加剧。这种演化模式能较好地解释黄土坡滑坡复杂滑体结构的成因及变化特征。     

黄土坡滑坡的发育历史: 坠覆-滑坡-改造

长江三峡库区巴东新县城黄土坡是否为古滑坡、滑坡的范围有多大、新滑坡与古滑坡的关系如何等, 还存在着不同认识.基于大量的野外观察资料, 提出了坠覆-滑坡-改造多阶段变形、失稳的斜坡演化模式.认为黄土坡在滑坡以前经历了长期的坠覆作用, 坠覆包括了倾倒和深层蠕变两种基本的斜坡变形型式; 坠覆的基础上发生了滑坡, 造成了台阶状地貌、构造面线与基岩不协调及滑动角砾岩带等现象; 滑坡形成后受水文、地貌等条件的影响, 长期经历着小规模滑坡的叠加改造, 1995年发生的两次滑坡仍是进一步改造的结果.黄土坡坠覆-滑坡-改造这一有机联系的岩质斜坡变形过程的建立, 使得关于黄土坡的一些重大问题有了比较明确的认识, 这也为构造学解决斜坡研究中的一些问题提供了一个典范.      

三峡库区典型滑坡变形与高水位涨落关系研究

从滑坡的基本概况、变形史和监测资料入手,应用定性分析的方法对三峡库区6个典型水库型滑坡进行了分析总结,得出滑坡自身的工程地质背景及其水文地质背景是导致该类型滑坡产生明显变形的主要内在因素,且该类型滑坡的变形具有空间分布特征和时间效应特征;认为库水位涨落及其涨落的速率和周期性是引发该类型滑坡产生明显变形的主要外在因素.     

长江三峡黄腊石和黄土坡滑坡分形分维分析

为了探索复杂滑坡轨迹结构演化及其稳定性定量分析计算的新途径, 利用分形分维理论, 分析三峡库首区黄腊石滑坡和黄土坡滑坡边界轨迹的几何分形结构, 并采用盒维数法分别求得黄腊石滑坡西部活动性滑坡群、东部小滑坡群和整个滑坡系统及黄土坡滑坡分形结构的特征性斜率曲线和分维值.计算结果表明: 每个滑坡群的轨迹结构具有其特征性的分维值, 轨迹结构越复杂, 结构层次越清楚, 分维值越高.其中, 黄腊石滑坡西部活动性滑坡群的分维值最高, D =1.483, 黄土坡滑坡的分维值最低, D =1.111.主要结论包括: (1) 滑坡边界轨迹存在统计上的自相似性, 具有分形结构特征; (2) 滑坡轨迹结构的宏观扩展变形过程是一个增维过程, 而不是降维过程; (3) 滑坡轨迹结构越复杂, 有序性越好, 分维值越高, 其稳定性越差; 因此, 分数维可作为衡量滑坡轨迹结构复杂性和稳定性的重要标志.      

库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究

库岸边坡中的地下水对其稳定性有重大影响,目前还没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线。为此,建立隔水底板呈缓倾角的均质岸坡模型,采用稳定渗流情况下的浸润线作为非稳定渗流的初始值,推导出库水位升降联合降雨作用下该模型中浸润线的近似解析解。利用Geo-Slope中的SEEP/W程序,对浸润线的近似解析解进行验证分析,结果表明,在不同库水位升降和降雨的组合条件下,由近似解析解确定的浸润线与数值模拟结果基本一致。对库水位升降联合降雨作用下赵树岭滑坡中的浸润线进行研究,利用实测浸润线验证了近似解析解的正确性,并预测了赵树岭滑坡在快速蓄水、快速蓄水＋暴雨、快速泄水及快速泄水＋暴雨4种工况下（库水位波动范围为145～175 m）浸润线的变化情况。最后,从解析解的适用条件出发剖析了近似解析解误差产生的原因,为应用浸润线解析解解决实际问题提供依据。     

三峡库区白家包滑坡变形特征与影响因素分析

针对三峡库区阶跃型滑坡,以白家包滑坡为例,统计分析滑坡位移、变形速率和裂缝监测数据。显示滑坡在2007年6月之前为蠕动变形初期,受降雨和库水位等外界因素的作用,6月滑坡发生剧烈变形,之后一直保持约75°方向滑动。滑坡体中前部位移速率大于后缘,其变形具有牵引式特点。滑体上裂缝与变形位移具有一致性,位移量越大的区域裂缝越发育。将位移速率与降雨、库水位和地下水进行影响机制分析,建立滑坡变形与外界动态影响因素之间的响应关系。结果表明降雨量和库水位变化是引起滑坡季节性变形的主要因素,其中降雨强度、库水位下降及下降速率是导致滑坡位移速率波动大小的关键因子。     

滑坡相关方解石MC-ICPMS230Th/238U年代学初探:以三峡库区黄土坡滑坡为例

开展地质历史时期滑坡的年代学研究,是正确认识重大滑坡灾害历史发育过程、现状与未来发展趋势的重要基础之一。论文以三峡库区巴东县黄土坡滑坡为研究对象,在资料收集和野外调查基础上,在黄土坡滑坡临江Ⅰ号滑坡体3#支洞滑坡带上采集4个方解石晶体样品,并开展了MC-ICPMS ²³⁰Th年代学分析。黄土坡滑坡3#支洞次生方解石的U含量变化在30.9×10^-9~45.6×10^-9g/g之间,²³⁴U/²³⁸U比值波动在1.362~2.673范围,基本能满足高精度U-Th测年的要求。4个样品碎屑Th校正²³⁰Th年龄分别为155.2±18.6 ka B.P.、134.6±5.6 ka B.P.、70.9±8.5 ka B.P.和103.3±18.2 ka B.P.。年代结果表明,三峡黄土坡Ⅰ号临江滑坡体的滑动时代在155.2~70.9 ka之间。这些年龄数据虽然具有较大的误差,但年龄存在明显差异,可能反映了不同滑坡期次,印证了黄土坡滑坡滑坡体的多期次性,是一个发生频率高、多个崩滑堆积体和滑坡组成的特大型复合滑坡。定年结果与野外调查以及前人的研究结果一致,表明挑选滑坡体滑带纯净的次生方解石进行U-Th测年是研究大型滑坡年代学的一种有效手段。最后,将黄土坡滑坡年代期次与长江三峡及邻区新构造运动、地貌过程、气候变化和其他滑坡活动期进行对比分析,发现三峡库区黄土坡滑坡在新构造快速抬升时期广泛发育,并与暖湿多雨期相对应,表明黄土坡滑坡的发育演化受到新构造运动和气候变化耦合作用的控制。

     

三峡库区黄土坡滑坡滑带工程地质特征研究

在宏观分析滑坡地质特征的基础上,结合室内及现场试验对黄土坡滑坡Ⅰ号临江崩滑堆积体滑带土岩性、颗粒成分、矿物成分、微观结构、物理力学特征与崩滑体在水库回水条件下的变形进行分析研究。结果表明,滑带土中黏粒及粉粒含量较高,有明显的深层蠕变磨光面和擦痕,且含有亲水的黏土矿物成分和呈片状结构特征是滑带土在回水作用下易饱水软化的重要条件;滑带土饱水后力学强度降低是导致崩滑体蠕动变形的重要原因。     

长江三峡库区木鱼包滑坡地表变形规律分析

三峡库区木鱼包滑坡自2006年实施专业监测以来,一直持续变形,对三峡大坝工程和长江航道造成巨大威胁。通过多次野外地质调查资料、长期现场巡查、人工GPS位移监测数据、近1年的全自动监测数据等,深入分析该滑坡在库水涨落及降雨条件下的变形特征、演化规律及变形机制。结果表明,滑坡坡体结构、岩性及地质构造等地质因素控制了木鱼包滑坡的变形,库水位是主要的驱动因素。库水位上升过程中,库水位由145 m升到155 m左右,月位移量为最小值;动水压力向坡内,滑坡变形最小;库水位155 m上升至175 m期间,库水入渗前部坡体,对滑坡前部抗滑段形成浮托减重效应,变形有所增加。库水位由175 m下降到170 m左右,累积位移形成阶跃,坡受向坡外动水压力和浮托减重效应作用,月位移达最大值。库水位由170 m降到145 m期间,浮托减重效应作用减小,月位移量降低。目前,木鱼包滑坡变形趋势减小,产生大规模滑动的可能性较小,但须进一步加强监测和机制研究。     

库水位等速上升中均质库岸塌岸现象及浸润线试验研究

为了研究库水位等速上升过程中均质水库岸坡的塌岸现象及岸坡内浸润线的变化特点,以取自三峡库区的含黏粒粉砂为主要试验土料,设计了3个不同结构的均质岸坡模型,对每个模型进行了4种不同速率的水位上升试验。试验结果表明,库水位上升速率越大,均质水库岸坡的塌岸现象越易发生;在库水位上升过程中,库水和地下水与岸坡土体的相互作用同时存在对岸坡稳定有利和不利的因素,其中地下水浸没区的毛细力消失是引起塌岸的关键因素;试验测得浸润线与理论计算结果的比较分析表明,浸润线的理论计算方法可能过高地估计浸润线的位置。     

三峡库区白岩沟西滑坡治理工程研究

本文在对三峡工程库区巴东县白岩沟西滑坡进行了计算和评价的基础上,提出了对白岩沟滑坡的滑体采用抗滑桩顶部施加预应力锚索的新型支挡结构,对危岩体采用预应力锚索支护的综合治理方案.结果表明,该项治理措施比使用抗滑桩治理措施降低了造价,保证了抗滑效果.