库水变动下堆积层滑坡加卸载响应规律与稳定性预测

三峡库区堆积层滑坡稳定性受库水位变动影响十分明显,库水变动下堆积层滑坡的演化过程与稳定性预测研究对防灾减灾具有重要的指导意义。基于库水变动与滑坡变形的响应关系,建立库水动力加卸载与位移速率响应耦合的加卸载响应比预测模型;建立库水变动与滑坡稳定系数的响应关系,进而确定库水变动下滑坡体的渗流场类型,并以滑坡稳定系数的变化率的正负来判断库水变动的加卸载作用。以黄莲树滑坡为例,预测其稳定性,并对预测结果进行验证。结果表明:黄莲树滑坡水平方向位移变化与库水变动存在响应关系,且响应具有明显的滞后性;库水变动下该滑坡的渗流场属于动水压力型,每个水文年中库水动力对滑坡有6个月为加载过程,1个月为卸载过程;滑坡监测点的加卸载响应比在2011年出现整体上升并大于1,揭示滑坡趋于失稳,对库水变动加卸载作用的响应加强。结论得到了宏观变形破坏迹象的验证,说明改进的加卸载响应比预测模型具有良好的预测效果。

库水变动下水库滑坡变形演化机理

滑坡变形演化是滑坡内动力物质系统与外动力激励系统相互作用的结果,对于库水变动影响下的水库滑坡而言,内外系统相互作用的过程则是通过地下水的力学作用效应得以体现的,为此可通过库水变动过程中滑坡地下水力学作用效应的强弱关系及其演化规律来揭示水库滑坡的变形演化机理。基于上述思路,以三峡库区巴东县李家湾滑坡为研究对象,首先利用敏感性系数分析方法进行了分区研究;然后,采用神经网络与渗流有限元相结合的反演算法,对滑坡体的渗透系数进行了反演分析;在此基础上,采用渗流稳定性计算方法,揭示了李家湾滑坡的变形演化机理及其稳定性演化趋势,同时结合FLAC3D数值模拟软件,揭示了该滑坡的时空演化特征。研究成果能为三峡库区水库型滑坡防灾减灾提供理论指导与帮助。

库水变动下水库滑坡变形预测研究

滑坡发生与发展受控于滑坡内动力物质系统和外动力激励系统。对于库水变动影响下的水库滑坡来说,地下水作用效应则是滑坡内动力物质系统与外动力激励系统相互作用的枢纽,为此可通过诱发因素与变形之间的响应关系来构建滑坡的变形预测模型。基于上述思路,以三峡库区巴东县李家湾滑坡为研究对象,以时效变形和库水位变形、降雨量变形为影响因子构建滑坡变形预测模型,并采用逐步回归分析的方法,对李家湾滑坡在不同诱发因素作用下的空间点进行了变形预测分析。研究成果能为三峡库区水库型滑坡防灾减灾提供理论指导与帮助。

鹤峰场镇滑坡变形对库水位变动的响应及滑坡演化机理研究

三峡水库周期性库水位涨落是引起长江沿岸滑坡变形失稳的主要因素之一。以三峡库区典型堆积层滑坡——鹤峰场镇滑坡为例,重点分析该滑坡变形对库水位变动的响应特征,结果表明鹤峰场镇滑坡发生明显变形对应水位下降阶段;结合滑体地质环境条件,研究了不同水位条件下滑坡的演化特征,与变形监测数据基本一致,验证了数值模拟应用滑坡演化分析的可行性及有效性,该研究为滑坡的有效预测预报奠定了重要基础。

库水位变动条件下宝珠寺重力坝的动力响应研究

地震作用下库水的动力作用一直以来都是重力坝抗震设计中不可忽视的重大问题。当地震发生时,重力坝-地基-库水系统在地震作用下相互作用,库水在库区地基与重力坝体的带动下发生振动,在迎水坝面产生动水压力;库水位会随季节变化,而地震却是随机发生的,因此,研究重力坝在不同库水位下的动力响应及坝体的抗震安全是很有必要的。基于声固耦合法,以声学流体单元模拟库水,对宝珠寺重力坝的3个典型断面进行了库水位变动条件下的动力响应分析。研究发现,当库水位由低水位逐渐升高时,坝体坝踵位置应力随之增大,而中上部折坡处的应力随之减小;不同库水位对坝面动水压力均有显著影响,而动水压力幅值并非随库水位升高而一直变大,当库水位超过满库水位的85%后,动水压力极值反而会变小;在强震作用下,混凝土受拉损伤区首先在坝踵以及中上部折坡处出现,随后在坝踵位置损伤区向中下部折坡延伸,在中上部折坡位置处的塑性区沿水平方向发育,最后在中上部折坡形成水平贯通损伤区,坝踵与中下部折坡形成斜向贯通损伤区;受拉损伤区面积随库水位的升高而增大,且在坝体截面薄弱处更容易形成损伤区。

基于ABAQUS的非饱和边坡流-固耦合分析

简要阐述了流-耦合模型的基本理论:Biot固结理论和有效应力原理,并讨论了非饱和土边坡中渗流场和应力场的相互影响;基于流-固理论和ABAQUS中耦合模型的建立,对三峡库区某滑坡在5种工况下稳定性分析研究。模拟计算结果表明:降雨入渗比库水位变动对该滑坡稳定性影响大,库水位变动对滑坡前缘土体影响较大,降雨入渗对滑坡浅层土体影响较大;利用ABAQUS中*Soils分析步分析边坡的流固耦合现象是可行的,在计算工况下,该滑坡处于稳定状态,与监测资料对比,模拟结果总体可靠,可以作为该边坡稳定分析评价及排水加固设计的依据。