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。     

三峡库区柑子溪桥头库岸塌岸预测

三峡库区柑子溪桥头库岸段为土质岸坡。依据分段原则,将该库岸塌岸类型分为冲蚀磨蚀型和滑移型。对库岸稳定性评价,结果表明,3-3、4-4、5-5剖面在工况6情况下处于欠稳定状态,其他工况情况下处于稳定~基本稳定状态。     

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。     

重庆市万州区塌岸模式及影响因素分析

1 引言 三峡水库蓄水后,库岸地质环境条件将发生较大改变,各类松散堆积层及软岩组成的库岸,受库水浸泡、风浪冲击、水流侵蚀以及干湿交替的长期作用,使库岸岩、土体风化加剧,抗剪强度降低,必将不同程度地产生塌岸.     

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。     

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.     

三峡库区蓄水期间类土质岸坡断裂解体机制研究

以龚家方、茅坪、神女溪岸坡为例,总结了三峡库区类土质岸坡蓄水解体演化的5个阶段:岸坡形成阶段、节理裂隙发育阶段、泥化夹层及类土质岸坡形成阶段、蓄水作用岸坡解体阶段以及后续解体阶段。根据上述演化过程,从断裂力学角度建立了类土质岸坡解体的物理模型和力学模型,该力学模型考虑了5种蓄水工况下的受力状态,推导了相应的应力表达式和断裂强度因子公式。初步探讨得出以下结论:水库蓄水对类土质岸坡解体影响较为显著,岩块断裂强度因子随着蓄水位的升高而不断递减,蓄水水位升至4.49 m时,岩块断裂趋势由上部断裂转为下部断裂,断裂强度因子随着水位增高而增大。蓄水伊始,岩块重力对断裂起主要作用,而水位抬升起到一定的稳定作用;水位继续抬升,由重力主导的上部断裂逐渐转化为由浮托力决定的下部断裂。岩块的截面尺寸对类土质岸坡解体具有重要的影响。当岩块上部断裂时,断裂强度因子随着宽高比的减小而增加;当岩块下部断裂时,随着宽高比的减小,岩块断裂强度因子随蓄水位的增加而增大。     

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。     

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。     

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。     

三峡重庆库区生态监测规划研究

本文在简要介绍三峡重庆库区基本情况的基础上,分析了库区生态问题,科学合理地提出了重庆库区生态监测的布站原则、站点选择、监测方式、监测项目和监测方法,为三峡库区生态监测进行了前瞻性的研究.     

三峡水库碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏

三峡水库峡谷区矗立着大量岩溶不稳定库岸,危及长江黄金水道安全。采用野外勘查和力学分析,对三峡库区碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏关系进行深入研究。野外勘查发现,三峡库区碳酸盐岩库岸存在许多与溶洞、溶隙、溶蚀带、溶槽、溶沟等表层岩溶作用有关的斜坡不稳定现象。巫峡段库岸内共发育岩溶地质灾害及隐患点186处,其中滑坡隐患点37处,大型以上危岩体6个。岩体力学分析表明：强降雨、蓄水和岩体劣化会因为有效应力减少、强度下降而造成破裂的节理/裂隙逐渐扩大。同时,水位变动带岩体劣化的裂缝扩展速率比三峡的平均溶蚀率高出约1 300倍,极大地加快了已经进入屈服状态的不稳定岩体的演化进程。溶蚀作用是岩溶岸坡中最基本的作用,库水长期波动加快了岩溶岸坡演化。本次研究将为三峡库区峡谷段不稳定库岸识别和防灾减灾提供技术支撑。     

三峡水库水环境承载能力的评价和分析

水环境承载能力是水环境保护的重要基础,是协调区域经济-社会-水环境可持续发展的科学依据。利用三峡水库水环境特性的研究成果,从水环境承载能力的概念及其特征出发,评价了三峡水库的水环境承载能力及其时空变化,并分析了三峡水库蓄水前和蓄水后水环境承载能力的变化。它不仅为三峡水库的水环境科学管理提供了技术支撑,而且为三峡水库水环境承载能力的深入研究打下基础。     

三峡水库围堰发电期调度模拟优化研究

汛限水位是协调综合利用水库防洪和兴利矛盾的重要参数。三峡水库围堰发电期调度规则将汛期水库水位控制在134．9-135．4m运行,本文将汛期(6-9月)按旬划分为12个分期,建立模拟模型和动态规划模型;采用宜昌站120年实测日流量序列,通过所建模型计算,得到了优化的分期汛限水位方案。模型实现了模拟和优化的有机结合,将带机遇约束的多目标优化问题转化为确定性约束条件下的单目标优化问题,降低了复杂性。结果表明,模型在不增加防洪风险的前提下,发电效益增加了2．21％(2005 年)和2．32％(2006年)。     

三峡水库碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏

三峡库区175 m蓄水以来,巫峡段碳酸盐类岩溶岸坡在周期性水位变动下岩体劣化强烈,新生或加速形成了大量地质灾害。为探讨在周期性水位变动下碳酸盐岩类岸坡的强度弱化规律,文章从岩石(体)物理结构、化学性质、力学性质等方面开展研究,通过在巫峡最具代表性的6处库岸段开展原位岩体回弹强度测试、原位点荷载试验以及室内干湿循环试验、岩石矿物成分分析、岩石表观裂隙扫描等试验,获取水位变动条件下碳酸盐类岩石(体)的强度弱化数据。原位岩体回弹强度测试结果表明,原位岩体单一年度的强度弱化率为0.3%~25.9%,岩体强度弱化主要沿结构面产生;室内干湿循环试验结果表明,在50次干湿循环后,岩石强度弱化率为16.4%~23.9%,变形模量弱化率为17.1%~24.9%;岩石矿物成分分析结果表明,在100次循环后,CaO的溶失量为0.5%~5.6%;岩石表观裂隙扫描结果表明,岩块表面裂纹发育位置发生了水蚀痕迹加重、溶孔变大、裂纹延伸等变形现象。基于干湿循环试验数据,建立岩石强度弱化函数,推导出各点位上的指数函数弱化计算模型。该计算模型可用来预测岩石强度、变形模量与水位循环次数间的数值关系。最后以曲子滩危岩“溃屈”式破坏计算为例,探讨了岩体强度弱化后的灾变效应。研究提出的工作方法和通过试验所得到的数据可为三峡库区岸坡劣化带的防治提供数据和技术支撑。     

三峡蓄水后库区洪水波传播规律初步分析

三峡水库蓄水后,原天然河道变成水库回水区,库区内洪水传播特性发生显著变化,且不同库段内洪水传播特性随库水位及上游来水条件而改变。针对三峡蓄水后库区水力条件变化,基于MIKE11模型模拟计算不同库水位及来水条件下洪水波在库区传播时间,以及影响洪水波传播的水流速度,运动波、动力波传播速度等因子,通过对计算结果验证与分析,初步揭示了三峡库区内不同库段在各种来水条件下的洪水波特性以及变化规律。     

三峡库区作辑托背斜和巴东断裂与滑坡类型的关系

三峡库区作为地质灾害的多发地区,有关构造特征与滑坡之间的因果关系及相同局部构造上多个滑坡个体之间的因果关系研究很少。在应用断层相关褶皱理论方法的基础上,结合工程地质研究现状,以作辑托背斜和巴东断裂为研究重点,对局部构造与滑坡类型之间的关系进行了深入研究。结果表明：大型滑坡发生与局部构造类型及河流切割局部构造的部位相关,不仅体现于对单个滑坡的控制,更体现在对整体岸坡演化规律、个体滑坡演化因果关系的控制上。对研究区而言,滑坡的形成与作辑托背斜构造样式和巴东断裂的反转活动相关,也与长江切割局部构造位置相联系,使滑坡类型在局部地段发生根本性转变,表现出岸坡破坏发展空间演化过程有很强的方向性。     

考虑非饱和渗流作用下三峡库岸滑坡稳定性研究

水库水位的涨落对库岸滑坡稳定性有着显著影响。三峡水库水位涨落引起滑坡体内地下水位的变化,是非饱和到饱和过程。本文就非饱和渗流理论,在库水位涨落过程中,模拟了三峡库区马家沟滑坡暂态渗流场的变化,分析了库水位变动时孔隙水压力的变化。结合有限元强度折减法,将得到的暂态孔隙水压力以荷载方式叠加到有限元中,对该滑坡稳定性进行评价,并探讨了在一个水文周期内水位涨落时滑坡稳定性的变化。结果表明:不论库水位上升或下降,滑坡体的稳定性都显示先减小后增大的趋势。最后对马家沟滑坡提出了在库水位常规下降速度下抗滑桩与地表排水相结合的治理设计方案。