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三峡库区五尺坝滑坡物理模拟及预报模型研究

作　者: 熊小波
导　师: 夏克勤
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 五尺坝滑坡物理模拟试验水库蓄水数值模拟
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

五尺坝滑坡位于重庆市万州区,长江右岸。万州区属于三峡库区腹地,长江中上游结合地带。三峡水库蓄水后将近一半的滑体被淹没,这极大的影响了滑坡体的稳定性。自2009年8月份,滑坡东侧前缘有较严重的变形,在海拔166m-170m-177m处发现多条宽50cm,深1.28m平行长江的横向拉裂缝,同时出现地面下沉,给人民的生命财产造成了一定的损失。因此,研究水库蓄水对五尺坝滑坡稳定性影响既是一个复杂的理论问题又是一个重大的工程应用问题。以往的观测资料表明,库水位升降对滑坡有一定的影响,暴雨条件下水库蓄水后对滑坡稳定性的影响比蓄水前更大。三峡水库蓄水主要分为三个阶段:第一阶段:水库蓄水至135m,库水位刚过滑坡体的剪出口。第二阶段:蓄水至156m时滑体前缘被淹没。第三阶段:水库蓄水至175m时,将淹没至滑体中部。本文在借鉴前人的研究成果及收集野外地质勘查资料的基础上结合滑坡区的环境地质条件,分析了滑坡的地质结构特征、变形破坏机制。采用物理模拟实验手段和值模拟方法研究了降雨和蓄水条件下滑坡形成条件和破坏机制、滑体内地下水的渗流场特征及演化规律,随后建立了能综合反映滑坡体内部作用机制与外部表现相统一的二维数值模型,并模拟了库水位升降及降雨共同作用下的应力场变化特征。然后通过对降雨及库水位变化条件下滑坡变形特征进行拟合、矫正,进而建立五尺坝滑坡预测预报模型。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章引言  10-20
  1.1 选题依据及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-18
    1.2.1 物理模拟研究现状  12-13
    1.2.2 渗流场研究现状  13-14
    1.2.3 滑坡预报判据研究现状  14-16
    1.2.4 预测预报研究现状  16-18
  1.3 主要研究内容及技术路线  18-20
    1.3.1 主要研究内容  18
    1.3.2 研究技术路线  18-20
第二章五尺坝滑坡的工程地质环境  20-26
  2.1 自然地理  20
  2.2 气象水文  20-21
  2.3 地形地貌  21-22
  2.4 地层岩性  22
  2.5 地质构造  22-24
  2.6 水文地质条件  24
  2.7 三峡水库蓄水和库水位调度情况  24-26
第三章五尺坝滑坡特征  26-37
  3.1 滑坡边界、规模、形态特征  26-29
  3.2 滑坡结构特征  29-35
    3.2.1 滑体岩性特征  29-30
    3.2.2 滑带岩性特征  30
    3.2.3 滑床岩性特征  30-31
    3.2.4 岩土力学试验成果  31-32
    3.2.5 滑坡专业监测  32-35
  3.3 滑坡变形特征与成因分析  35-37
    3.3.1 滑坡变形特征  35-36
    3.3.2 变形破坏成因分析  36-37
第四章五尺坝滑坡物理模拟实验  37-56
  4.1 模型设计  37-40
    4.1.1 相似原理  37-38
    4.1.2 相似材料  38-39
    4.1.3 模拟工况设计  39-40
  4.2 实验设备及模型安装  40-44
    4.2.1 实验设备  40-41
    4.2.2 安装模型  41-43
    4.2.3 监测仪器安装  43-44
    4.2.4 模型有效性检验  44
  4.3 实验结果分析  44-55
    4.3.1 工况一：天然状态滑体自重+库水位145M 升至175M  44-46
    4.3.2 工况二：天然状态滑体自重+库水位175M 降至145M  46-48
    4.3.3 工况三：天然状态滑体自重+暴雨+库水位162M 降至145M  48-52
    4.3.4 极端条件下滑坡的模拟  52-53
    4.3.5 最终塌岸宽度计算  53-55
  4.4 小结  55-56
第五章五尺坝滑坡数值模拟  56-72
  5.1 概述  56
  5.2 软件简介及计算原理  56-57
  5.3 模拟剖面及参数的选取  57
  5.4 计算模型、工况的设计  57-58
  5.5 不同工况条件下滑坡渗流场模拟分析  58-62
    5.5.1 天然状态滑体自重+库水位145M 升至175M 渗流场模拟分析  58-60
    5.5.2 天然状态滑体自重+库水位175M 降至145M 渗流场模拟分析  60-61
    5.5.3 暴雨条件下滑体自重+库水位162M 降至145M 渗流场模拟分析  61-62
  5.6 滑坡体应力场变化和稳定性计算  62-70
    5.6.1 主滑剖面模型选取  62
    5.6.2 参数选取  62-63
    5.6.3 利用模拟渗流结果计算滑坡体内部应力场及滑坡稳定性计算  63-70
  5.7 小结  70-72
第六章五尺坝滑坡预报模型的建立  72-82
  6.1 概述  72
  6.2 模型预报的判据  72-73
  6.3 判据建立  73
  6.4 五尺坝滑坡灰色理论模型预测  73-81
    6.4.1 GM(1,1)模型机理及建立  74-77
    6.4.2 预测模型精度检验  77-79
    6.4.3 利用灰色系统GM(1,1)模型对五尺坝滑坡进行预测  79-81
  6.5 小结  81-82
结论  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
攻读学位期间取得学术成果  88

三峡库区五尺坝滑坡物理模拟及预报模型研究

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