摘要：三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程,库区已发现规模的滑坡、崩塌体近2500处,不稳定库岸约500km。位于典型的多雨和暴雨区,基于防洪和发电的目的,在水库运行条件下,库水位将出现30m(145m～175m)左右的周期性波动。在库水位周期涨落条件下,岸坡稳定性将受到巨大影响,古滑坡有可能产生复活导致大规模滑坡的产生,恶劣的地质环境下也有可能产生大量新生滑坡；同时库水位的长期周期性变动必将引起地下水位的长期周期性波动,导致滑坡体渗流场,地下水何及岩土体物理力学性质的变化,从而影响滑坡的稳定性；滑坡岩土体是滑带土物理力学性质的变化对滑坡的稳定性起到了至关的控制作用。因此,基于水土耦合理论分析库水位正常波动情况下滑坡时变可靠度模型十分必要,这将为滑坡灾害长期风险预测与控制研究基础,并为三峡水库库岸滑坡防灾减灾依据。本论文以长江三峡库区巴东黄土坡临江Ⅱ号崩滑体为分析对象,以水土作用理论、饱和-非饱和渗流理论及强度准则为指导,理论分析与室内试验相的方法,研究库水位周期性波动对滑坡稳定性的影响,并有限元方法建立滑坡随机时变可靠度模型,评价了滑坡的整体及局部可靠度,所作具体工作如下：(1)现场调查：选取三峡库区黄土坡临江Ⅱ号崩滑体为研究对象,全面地质(地形地貌,地质构造,地层岩性,水文地质条件),各阶段的勘察,岩土体物理力学性质试验,地下水位监测,崩滑体的变形监测等；并在2009年12月和2010年9月去现场调查取样,对黄土坡滑坡整体有了更深刻的认识。(2)非饱和土土水特征试验：为研究巴东黄土坡崩滑堆积体的持水特性及渗透特性,选取临江Ⅱ号崩滑堆积体的滑带土及滑体土作为试验对象,按其天然配置成重塑样,了滑带土和滑体土的土水特征试验了其土水特征曲线,对其规律了分析；并分别对其饱和试样做了变水头渗透试验,其饱和渗透系数。然后土水特征曲线中的干燥曲线以及饱和渗透系数,计算出基质吸力与渗透系数的函数关系。(3)滑带土蠕变试验：在临江Ⅱ号崩滑堆积体滑带土一系列常规试验分析的基础上,对滑带土做了不同围压(200kPa,300kPa,400kPa)条件下的三轴固结不排水蠕变试验,建立了滑带土的应力-应变-时间的函数关系并计算出滑带土的长期抗剪强度指标。(4)水土耦合瞬态分析：在滑带土及滑体土水特征曲线及渗透系数函数的基础上,建立了临江Ⅱ号崩滑堆积体渗流场计算模型,模拟实际库水位运行条件下不同时刻对滑坡渗流场及地下水位的分布特征的影响。(5)滑坡稳定性分析：基于非饱和土的强度准则,并在不同库水位条件下所对应的滑坡渗流场的基础上,计算了不同库水位条件下滑坡稳定性系数的变化趋势。(6)滑坡破坏概率分析：有限元方法建立滑坡随机时变可靠度模型,对不同库水位条件下滑坡整体可靠度了分析,同时对滑坡局部可靠度了评估。对黄土坡临江Ⅱ号崩滑体地质,室内试验数据分析,滑坡地质模型建立,数值模拟综合分析的基础上,以下：(1)黄土坡滑坡是在一定的地质环境条件及外动力因素影响下发生并经过长期地质历史发展演化的产物,是一个多期次,多个堆积崩滑体组成的大型复合变形体,具有多层叠置、结构复杂、厚度大等特点。(2)黄土坡临江Ⅱ号崩滑体滑带土按天然含水率、天然密度配置成重塑样,在200kPa,300kPa,400kPa围压下分别做三轴固结不排水蠕变试验,了滑带土的长期强度：粘聚力C∞=16.70kPa,内摩擦角φ∞=12.46°。(3)滑坡渗流场模型研究库水位升降时不同时刻浸润线的分布特征,发现库水位上升期间,浸润线呈下凹状,库水位下降期间浸润线呈上凸状；浸润线的变化一般滞后于库水位的变化；同一库水何时,浸润线因水库运行不同而形状不同。库水位对浸润线的影响距库水位距离的增加而减小。同时发现库水位之下的观测点的孔隙水压力与库水位变动一致,只在库水位两次经过该观测点时孔隙水压力有变化；水位之上观测点的孔隙水压力受距离水位面距离的影响。(4)按三峡水库蓄水后的实际运营分析临江Ⅱ号崩滑体的稳定性及可靠度发现：在库水位上升中,滑坡稳定性系数都增大,破坏概率逐渐减小；库水位下降中,滑坡稳定性系数先减小后增大,破坏概率先增大后减小；库水位不变的情况下,175m水位时滑坡稳定性系数逐渐减小,破坏概率逐渐增大,145m水位时滑坡稳定性系数逐渐增大,破坏概率逐渐减小。如果水位保持不变的时间够长,滑坡稳定性系数将趋于一个稳定值,同一库水位,库水位上升时滑坡稳定性系数大于库水位下降时的滑坡稳定性系数。滑坡的稳定性系数和可靠度计算结果一致。同时发现考虑基质吸力时滑坡稳定性系数比不考虑基质吸力时增大3%左右。(5)依据勘察所的滑动带位置评价黄土坡临江Ⅱ号崩滑体可靠度在库水位正常运行条件下处于低危险和中等危险两种,滑坡整体基本稳定；但这并不代表滑坡任何区域都处于稳定,在综合稳定性及可靠度分析的基础上在滑坡处于最危险时刻搜出最危险区域,发现滑面出现在滑坡前缘,剪出口位于库水位线以下,并处于高危险(考虑现有的支护措施)。关键词：库岸滑坡论文蠕变特性论文瞬态分析论文可靠度评价论文
作者简介5-6
摘要6-8
ABSTRACT8-13
章 绪论13-20
§1.1 选题依据13-14
§1.2 国内外研究现状14-17
1.2.1 库水涨落对滑坡稳定性的影响14-15
1.2.2 滑动带特征的研究15
1.2.3 滑坡水土作用15-16
1.2.4 可靠度模型研究16-17
§1.3 研究内容及技术路线17-20
1.3.1 研究内容17
1.3.2 研究方法17-18
1.3.3 技术路线18-19
1.3.4 本论文特色点19-20
章 黄土坡临Ⅱ号崩滑体工程地质条件20-28
§2.1 黄土坡滑坡概况20-23
2.1.1 黄土坡滑坡简介20-21
2.1.2 地形地貌21-22
2.1.3 地层岩性22
2.1.4 地质构造22
2.1.5 水文地质22-23
§2.2 临江Ⅱ号崩滑堆积体特征23-26
2.2.1 形态特征23-24
2.2.2 物质组成24
2.2.3 崩滑体物理力学特征24-26
§2.3 临江Ⅱ号崩滑堆积体成因26-28
2.3.1 形成年代26
2.3.2 形成条件26-27
2.3.3 形成机制27-28
章 临江Ⅱ号滑带土蠕变特性研究28-37
§3.1 岩土体蠕变试验原理28-29
§3.2 滑带土物理力学特征29
§3.3 滑带土蠕变试验29-32
3.3.1 试验30
3.3.2 试验方案30
3.3.3 试验结果30-32
§3.4 蠕变经验模型研究32-35
3.4.1 Singh-Mitchell蠕变方程32-33
3.4.2 蠕变试验数据分析33-35
§3.5 滑带土长期强度35-37
章 库岸滑坡水土耦合瞬态分析37-54
§4.1 饱和-非饱和渗流的基本理论37-40
4.1.1 饱和-非饱和渗流Darcy定律37
4.1.2 非饱和渗流基本方程37-39
4.1.3 非饱和渗流基本方程的定解条件39-40
§4.2 非饱和土水特征试验40-44
4.2.1 试验原理及设备40
4.2.2 试验方法40-41
4.2.3 试验曲线拟合41-42
4.2.4 试验成果分析42-44
§4.3 渗透系数求解44-48
§4.4 临江Ⅱ号崩滑体渗流场数值模拟48-54
4.4.1 建立模型48-49
4.4.2 岩土体物理力学参数49-50
4.4.3 计算方案50
4.4.4 渗流场模拟结果及分析50-54
第五章 滑坡稳定性评价与可靠度分析54-75
§5.1 滑坡稳定性分析理论54-64
5.1.1 非饱和土的Mohr-Coulomb准则54-55
5.1.2 基于非饱和土力学理论的极限平衡分析方法55-58
5.1.3 临江Ⅱ号崩滑堆积体稳定性分析58-64
§5.2 滑坡可靠性分析64-75
5.2.1 滑坡可靠性分析的基本方法65-67
5.2.2 蒙特卡罗模拟方法67-69
5.2.3 临江Ⅱ号崩滑堆积体可靠度分析69-75
第六章 与展望75-77
§6.1 75-76
§6.2 建议与展望76-77
致谢77-78
参考文献78-81
水土耦合作用下库岸滑坡时变可靠度模型探讨
更新时间：2024-02-22
作者：用户投稿
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