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。

改进的河岸砂土冲蚀试验方法与成果分析

河岸砂土冲蚀对岸坡的稳定性有极大影响,对于冲蚀过程中涉及的土体起动与冲蚀速率两个方面,传统冲蚀仪器难以进行定量研究。自制了一种测试土体抵抗冲蚀能力的新型冲蚀装置,基于土体质量损失模拟河岸受水流冲蚀状态,采用河岸砂土进行试验,通过单一变量的起动试验和冲蚀试验,建立了河岸土体冲蚀数学模型。研究结果表明:①河岸砂土冲蚀速率达到2×10^(-5)~4×10^(-5)s^(-1)时达到起动流速;②起动流速与孔隙比成反比,与内摩擦角成正比;起动切应力可用孔隙比和内摩擦角来表示;③土体的冲蚀速率与孔隙比、水流流速成正相关关系;④同种砂土的可蚀性系数与流速的5.5次方成正比,通过冲蚀速率可直观反映河岸抗冲蚀能力。

干湿循环对边坡动力稳定性的影响及模拟

外界水力条件变化造成的干湿循环作用叠加库区频发微震,对库岸边坡稳定性的影响值得开展研究。采用室内干湿循环模拟、动三轴试验模拟和数值分析相结合的方法,获取了土样在经历多次干湿循环后的强度变化和动力特性关系曲线,并嵌入Geo-studio软件的QUAKE/W模块,模拟了干湿循环次数和振动对某堆积体边坡地下水位线及前缘坡脚稳定性的影响。研究结果表明,干湿循环对土体孔隙结构和尺寸的影响直接弱化了土体的黏聚力和动力特性,低频振动造成的地下水位线升高也直接导致坡体基质吸力的衰减和抗剪强度的降低,二者耦合作用下边坡稳定系数降低幅度达到20%以上。该成果丰富了水对边坡影响机理的研究思路,可为库岸边坡稳定性预测提供借鉴。