三峡库区藕塘滑坡变形失稳机制研究

三峡库区藕塘滑坡是巨型顺层基岩古滑坡,滑坡面积1.78km2,体积约9.0×107m3,威胁3900余人的生命财产安全,涉及场镇整体搬迁,同时对长江航道形成潜在堵塞隐患,是近年来三峡库区重大滑坡灾害之一。基于大量的现场地质调查及工程地质勘探,详细介绍了滑坡地质地貌及地质结构特征;充分利用现场监测数据,深入分析了滑坡变形特征;在此基础上,从地质成因和环境成因两方面对滑坡变形失稳机制展开系统研究,并结合滑坡稳定性计算对其变形发展的趋势进行了预测。相关的结论主要包括:(1)该滑坡具有多级多期次滑动特征,主要表现为三级滑动,且空间形态具有视向倾斜滑动的特征;(2)特殊的地形地貌、地层岩性及地质构造等因素是滑坡长期孕育形成的地质内因;(3)库水位周期性波动及集中降雨是诱发滑坡复活变形的环境外因,研究表明该滑坡变形与库水位下降及集中降雨的相关性显著;库水位下降导致坡体内外地下水落差形成指向坡外的渗透压力,促进滑坡体变形;集中降雨则增加滑坡体自重和下滑力,并使得大量的水富集于易滑软层,软化滑带土,促使滑坡蠕动变形加速;(4)三级滑坡体与西侧变形区在极端工况下存在欠稳定状态可能性,推断现阶段滑坡以局部失稳破坏形式为主。鉴于此,建议进一步加强监测,采取相应的工程防治措施。

三峡库区藕塘滑坡特征、成因及形成机制研究

三峡库区藕塘滑坡位于重庆市奉节县安坪镇长江右岸,是由于三峡水库蓄水引起的巨型顺层基岩滑坡,面积约1.78 km2,体积约9.0×107m3,是近年来三峡库区重大滑坡灾害之一。基于大量的野外地质调查以及室内试验分析,详尽阐述了滑坡地质地貌及地质结构特征,运用地貌学与工程地质力学理论方法从地质和环境因素两方面进行滑坡成因分析,提出了藕塘滑坡的形成机制及演化过程,并对其变形发展的趋势进行了预测,得出如下结论:(1)藕塘滑坡为巨型顺层岩质滑坡,平面形态具有多级多期次滑动特征,空间形态具有视向倾斜滑动特征,受控于稳定山体的阻挡;(2)顺向单斜地貌,节理裂隙发育,具有软硬夹层的地质结构是滑坡形成的控制因素;长江深切侵蚀为滑坡提供了动力基础和运动空间;集中降雨和三峡水库蓄水是导致滑坡复活的主要诱发因素;(3)各级滑坡的形成机制不同,一级滑坡为"拉裂-滑移(弯曲)-剪断"模式,二级滑坡为"平面滑移"模式,三级滑坡为"滑移-剪断"模式;(4)现阶段该滑坡以局部浅层失稳破坏形式为主。最后,建议加强三峡库区集中降雨和库水位波动联合作用下滑坡诱发机理与监测预警研究工作。

三峡库区藕塘滑坡变形特点及复活机制研究

为深入研究库区古滑坡变形特征及其复活机理,文章以三峡库区藕塘滑坡为研究对象,通过对钻孔、探槽及平硐等现场勘查资料和监测资料的深入分析,并结合数值模拟方法,探讨了藕塘滑坡的时-空变形特点及影响因素,并揭示其复活机制。电子自旋共振试验和现场勘查结果表明藕塘滑坡由三个次级滑体组成。监测数据显示:总体上,地表累计位移-时间曲线呈阶跃状变化,即雨季滑坡变形速率急剧加快,旱季则骤减;在空间上滑坡的变形速率随高程的增加而增加。库水和降雨是导致藕塘滑坡变形破坏的主要因素:滑坡下部区域变形主要受库水影响,而滑坡中、上部区域变形主要受降雨影响。数值模拟结果也进一步揭示了影响滑坡孔隙水压力响应的主控因素随滑坡高程的变化而变化。库水骤降使得坡体前部渗透压增大,同时强降雨使得坡体中部及上部孔隙水压力升高,二者共同作用下导致滑坡复活。此外库水位下降或降雨量增加,均会不同程度降低边坡的稳定性。以上结论对于指导实际工程及深化库区古滑坡的研究具有一定的理论意义,同时加强古滑坡的研究有助于丰富滑坡稳定性评价及预测预报方法,为古滑坡的治理提供一定的理论依据。

基于DDA方法的藕塘滑坡失稳模式分析

藕塘滑坡位于三峡库区奉节县长江南岸安坪镇集镇,为巨型顺层基岩滑坡,滑体总体积约6.4×107 m3。2003年,滑坡前部180~220m高程平台被选为安坪镇集镇新址,并针对浅层滑体实施了治理工程。自2008年10月底三峡库区首次蓄水以来滑坡逐渐出现变形迹象,2013年奉节县再次启动了安坪镇集镇的整体搬迁工作。在对滑坡的形态特征、物质组成和监测结果进行调查和分析的基础上,采用非连续变形分析（DDA）方法对175m水位时滑坡天然和降雨两种状况下的变形情况进行了数值模拟,以代表性位置块体的速度为依据对滑坡的失稳模式进行分析,结果表明：目前两种状况下藕塘滑坡整体基本稳定。考虑藕塘滑坡前缘的力学参数进一步降低的情况,滑坡前缘的岩层反翘可保证滑坡整体沿基岩失稳的可能性不大,但滑坡存在沿新的内部潜在滑动面失稳的可能。

库区滑坡的次生灾害分析与研究——以藕塘滑坡为例

滑坡除直接成灾外,还会产生次生灾害,滑坡体落入江河中,可形成巨大涌浪,造成较大的危害。涌浪高度除受滑速、失稳体积、水深等重要因素的影响外,波浪的形成还要受水库地形、库面宽度、滑坡入库过程的持续时间以及滑坡体的宽度等因素的影响,尤其在峡谷地区更为显著,且波浪在传播过程中,还受到河谷两岸的阻碍、往返的折射以及波群的相互干扰或迭加等影响。以藕塘滑坡为例,在滑波局部失稳情况下采用潘家铮涌浪算法,计算和预测滑体冲入库区后的滑速和造成的涌浪高度,并且考虑了地震作用和滑坡前缘泡在水中所产生的阻力。

水位涨落作用下藕塘滑坡响应特征模型试验研究

藕塘滑坡是三峡库区结构复杂的巨型古滑坡之一,由多个次级滑体和滑面组成,大坝蓄水运行以来,滑坡出现复活迹象,对周边数千人的生命财产安全构成威胁。为明确藕塘滑坡在库水位涨落作用下的响应特征、变形破坏模式和机制,以物理模型试验为手段,通过制配滑坡模型试验材料,精确控制试验中库水位涨落条件,实现了藕塘滑坡变形失稳过程试验模拟,并从试验角度探讨了藕塘滑坡响应特征和力学机制。得到以下结论:库水涨落速度越快组成滑坡的3个次级滑坡产生的变形越大,库水位下降造成的滑坡变形明显大于库水位上涨和稳定状态;库水位涨落影响主要集中于第一期次滑坡区域,当库水位快速下降时第一期次滑坡坡脚局部发生牵引式崩滑的风险大;第一期次滑坡变形造成其后的第二期和第三期次滑坡稳定性下降,随之发生变形;藕塘滑坡为动水压力型滑坡,滑坡在库水位涨落作用下发生整体沿基岩面滑移破坏的可能性不大,变形失稳模式表现为第一期次滑坡前缘的局部崩滑。试验揭示了该类滑坡在库水位涨落作用下的响应特征和变形破坏机制,可为类似滑坡的研究提供参考。

重庆藕塘滑坡地下水位时间序列混沌性判别与预测

在周期性库水位涨落和季节性强降雨等因素影响下,藕塘滑坡前缘地下水位时间序列呈现混沌特性。以藕塘滑坡前缘水文孔(MZK5)地下水位序列为研究对象,进行混沌分析;并利用饱和关联维数法和最大Lyapunov指数法,在水位序列相空间重构的基础上对混沌特性验证。为克服粒子群算法本身的不足和SVR模型参数选取困难的缺点,采用基于遗传选择策略的粒子群算法(GSSPSO)优化选取SVR模型的参数,再用预测性能较为精准的回归型支持向量机(SVR)模型对其进行预测。对MZK5水文孔地下水位进行了BP神经网络模型预测和优化后模型(GSSPSO-SVR)预测。结果表明:藕塘滑坡前缘地下水位序列具有混沌特征,GSSPSOSVR模型预测结果的均方根误差为0.036 m,拟合优度为0.803,说明GSSPSO-SVR模型预测效果较理想,且预测精度高于BP网络模型,具有较强的实用性。

库水位和降雨联合作用下藕塘滑坡稳定性研究

自三峡水库二次蓄水以来,受库水位下降和降雨的影响,藕塘滑坡一直处于缓慢变形状态。采用GeoStudio的SEEP/W模块模拟滑坡的瞬态渗流场,同时考虑基吸力对非饱和土抗剪强度的影响,对滑坡稳定性进行动态分析。研究表明:受控于滑体入渗能力及自身结构,导致一级滑体前缘地下水位稍滞后于库水位变化,库水位下降速度越快,地下水位线上“凸”现象越明显,一级滑体整体呈现出稳定性系数先减后增趋势,二、三级滑体稳定性不受库水位变动影响,同时降雨强度越大,稳定性越差。在库区汛期时,一级滑体稳定性系数降至1.045,处于欠稳定状态,三级滑体稳定系数降至0.997,处于欠稳定状态。此研究成果可为三峡库区相似滑坡防治提供一定依据。

库水与降雨联合作用下藕塘滑坡稳定性研究

三峡库区因降雨充沛、地质环境脆弱而地质灾害频发,库水及降雨作用是导致库区滑坡变形破坏的重要影响因素。藕塘滑坡为一滑体深厚、多序次解体、规模巨大的靠椅状顺层岩质涉水滑坡,通过建立藕塘滑坡多滑带地质模型,来研究库水联合降雨作用下滑坡的变形和稳定性。结果表明,藕塘滑坡为动水压力型滑坡,浅层滑体对降雨强度和库水位波动敏感性较高,其稳定性主要受库水位波动影响;深层滑体稳定性在降雨强度低于160 mm/d时受库水位波动和降雨强度综合作用影响,反之主要受降雨强度影响;虽然前缘反翘段和前期治理工程具有一定阻滑作用,但藕塘滑坡整体处于潜在欠稳定状态,在大暴雨及库水位骤降作用下可能发生失稳破坏。

麻柳坡-藕塘滑坡的立体监测

通过对三峡库区重庆市奉节县安坪新镇麻柳坡-藕塘滑坡情况的调查分析,确定了对滑坡变形的监测方案.采取滑坡地表变形监测、滑坡深部变形监测和滑坡裂缝监测的立体监测,及时地掌握了滑坡变形的动态,为滑坡治理工作提供了及时准确的数据。

时序InSAR技术三峡库区藕塘滑坡稳定性监测与状态更新

坡体表面形变是表征坡体稳定性的重要信息,因此,非常有必要对滑坡多发区域进行时序常规变形监测.近年来,星载合成孔径雷达数据由于其覆盖范围大、形变监测精度高的特点,被越来越多的用于山区滑坡识别与探测.首先介绍了联合分布式目标与点目标的时序InSAR方法,并将该方法应用于分析覆盖三峡藕塘滑坡的2007年至2011年的19景ALOS PALSAR数据和2015年至2018年的47景Sentinel-1数据,提取了数据覆盖时间段内的藕塘地区的变形速率.发现相比于2007年至2011年,2015年至2018年新增三处不稳定斜坡.进一步对滑坡的时序变形分析表明,降雨和水位变化是坡体稳定性最大的两个影响因素.实验证明时序InSAR方法可以作为常规形变手段来识别与监测三峡库区等地区潜在的滑坡,为防灾减灾提供支持与依据.

三峡库区特大型多级岩质滑坡变形特征研究

特大型滑坡变形是一复杂的动态过程,分析其变形监测数据是了解滑坡稳定情况和变形机制的有效手段。以三峡库区典型的特大型多级岩质滑坡——藕塘滑坡为例,基于滑坡地形特征和GNSS专业监测数据,结合降雨量、库水位和地下水位变化情况分析滑坡不同区域的变形特征和影响因素作用下的变形机制。研究结果表明:①降雨是藕塘滑坡阶跃变形的主要诱因,阶跃期间滑坡对降雨更加敏感,少量的降雨即有可能诱发滑坡再次加速;②库水位变化的影响范围仅限于一级滑体前缘,水位升降会改变滑坡的局部稳定性但不会直接导致滑坡出现阶跃变形;③滑坡区内的地下水位变化是滑坡阶跃变形的直接原因,降低滑坡区的地下水位变化幅度是治理藕塘滑坡的关键。

土石混合体剪切强度的室内外对比试验研究

土石混合体具有高度的非均质、非连续和非线性特征,针对同一区域的土石混合体采用不同试验方法很可能会出现不一致的试验结果.基于此,本文选取三峡库区藕塘滑坡土石混合体为研究对象,分别进行现场原位直剪试验和室内原状样直剪试验,两种试验方法相互验证土石混合体的剪切强度特性.研究结果表明:藕塘滑坡土石混合体在不同位置处粒径分布差异明显,但是在所研究区域内具有一定的共性.现场原位直剪与室内原状样直剪的试验结果在数值大小上存在一定的差异,但在变化规律及力学特性上是一致的.这为今后开展土石混合体室内直剪试验并优化室内试验结果提供了理论依据.