学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

奉节新城区大三马山滑坡形成机理的离心模型试验以及在水库正常运行下的稳定性研究

作　者: 王凯
导　师: 许强
学　校: 成都理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 三马山滑坡成因机制离心模型试验渗流稳定性
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 14次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

重庆市奉节县新县城坐落于大三马山之上，西起李家大沟，东至大河沟，南临长江，迁建用地面积92.41公顷。随着多年的建设与发展，该小区现已成为奉节县的政治、经济、文化中心，对奉节县的经济发展与长治久安具有非常重要的意义。但在新城址选定后通过相应的勘察工作发现，位于主城区一带的三马山地质条件异常复杂，岩体结构破碎，是一个地质异常体。但到底是由构造作用（断层）还是深层滑动（滑坡）形成，是否为一个大型滑坡体以及其整体稳定性如何在我国地质工程界至今未能达成共识，存在一定争议。由于滑坡形成机理不明，给奉节滑坡治理工程和新城开发带来了很多困惑和难题。再者，随着三峡水电枢纽工程的建成和投入使用，三马山地区的水文地质条件在库水位周期性涨落的影响下发生了巨大变化，在此种外界因素的影响下三马山滑坡渗流场、稳定性的变化规律和发展趋势成为研究和关注的焦点。故本文在总结前人研究成果的基础之上，主要进行下列两方面的研究：1.采用离心模型试验，模拟和重现在长江下切的历史过程中大三马山滑坡形成的过程和形成机理；2.在查明大三马山滑坡形成机理和结构特征的基础上，结合Geo-studio数值模拟软件分析大三马山滑坡在145m~175m外界水位不同速率的循环波动下坡体内部渗流场及稳定性的发展变化趋势。综上所述，论文取得的主要研究成果如下：1．运用详细的现场勘察资料弄清三马山滑坡的内部结构和相应的空间展布，正确建立相应的地质模型。在正确地质模型的基础上进行相应的概化，确定正确合理的离心试验模型。在弄清离心模型试验核心思想的前提下，跟据相似理论以及模型缩小倍数和离心加速度增大倍数推导得出试验所需相似材料的物理力学参数，并选取合适的试验材料进行相应的配比试验，最后根据相应的制作工艺完成模型的制作。在试验过程中完整记录长江三次下切的过程中模型的变形破坏特征，并根据相应的试验结果得出三马山滑坡的形成机理。2．三马山滑坡在外界库水位循环升降的变化过程中渗流场的变化总体上符合松散土体地下水渗流变化的规律：（1）．三马山滑坡渗流场变化明显的部位位于滑坡体前缘，滑坡后缘由固定水头补给，坡体的后部和中部渗流场处于动态平衡状态。（2）．在不同库水位下降速率的影响下，坡体内部的浸润线有一定变化，但是整体趋势一致。（3）．库水位从低水位上升到高水位时，坡体前缘土体的渗透速率小于库水位上升的速率，外界水头增大的梯度大于坡体内部水头增大的梯度，外界水压大于坡体内部水压，水由滑坡体外向内入渗，滑坡体前缘的饱和流场浸润面内凹，随着地下水的入渗逐渐稳定后趋于平缓。（4）．库水位从高水位下降到低水位时，坡体前缘土体的渗透速率小于库水位下降的速率，外界水头减小的梯度大于坡体内部水头减小的梯度，外界水压小于坡体内部水压，水由滑坡体内向外排泄，滑坡体前缘的饱和流场浸润面外凸，随着地下水的渗出逐渐稳定后趋于平缓。（5）．在库水位循环波动的过程中，三马山滑坡地下水位的变化较外界库水位的变化具有明显的滞后现象。（6）．短历时的降雨对山马山滑坡地下水渗流场的影响不大。3．通过三马山滑坡三个代表剖面的二维稳定性分析，结果表明：（1）．滑坡的稳定系数呈现出随库水位下降速率减小而增大的趋势（2）．总体来看，库水位升降过程中，三马山滑坡整体能保持稳定状态。滑坡前缘的猴子石、植物油厂、老房子滑坡，在不考虑工程治理措施的情况下，稳定性最低时处于欠稳定状态。（3）．降雨入渗对三马山滑坡稳定性变化的影响较小，控制因素主要为外界库水位的变动。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章前言  11-21
  1.1 选题依据及研究意义  11-12
  1.2 三马山滑坡研究现状  12-16
  1.3 滑坡体渗流场的定量研究  16-17
  1.4 滑坡体稳定性的定量研究  17-19
  1.5 研究内容及技术路线  19-21
    1.5.1 研究内容  19
    1.5.2 技术路线  19-21
第2章三马山滑坡的基本特征  21-32
  2.1 三马山滑坡总体特征  21-22
  2.2 三马山滑坡边界特征  22-25
    2.2.1 东侧边界  22-23
    2.2.2 西侧边界  23-24
    2.2.3 南侧边界  24-25
    2.2.4 北侧边界  25
  2.3 三马山滑坡结构特征及物质组成  25-28
    2.3.1 三马山滑坡空间展布  25-27
    2.3.2 滑体物质组成及结构特征  27
    2.3.3 滑带特征  27-28
    2.3.4 滑床结构特征  28
  2.4 三马山滑坡水文地质特征  28-29
    2.4.1 滑体的水文地质特征  28-29
    2.4.2 下伏基岩水文地质特征  29
  2.5 三马山滑坡变形特征及监测分析  29-32
    2.5.1 猴子石滑坡变形特征  29-31
    2.5.2 老房子滑坡变形特征  31
    2.5.3 植物油厂滑坡变形特征  31-32
第3章三马山滑坡形成机理的离心模型试验  32-64
  3.1 试验意义  32-33
  3.2 离心模型试验的基本原理  33
  3.3 相似理论  33-35
  3.4 试验设备及参数  35-38
  3.5 相似材料配比试验  38-42
    3.5.1 相似材料选取  38-39
    3.5.2 相似系数的推导  39-40
    3.5.3 相似材料力学参数试验  40-42
  3.6 试验模型的堆筑  42-46
  3.7 试验模型的吊装及试验仪器安装  46-48
  3.8 三马山滑坡离心模型试验  48-58
    3.8.1 离心模型试验步骤  48-49
    3.8.2 离心模型试验成果分析  49-58
  3.9 三马山滑坡的演化过程及形成机理  58-64
    3.9.1 三马山滑坡演化过程  58-63
    3.9.2 三马山滑坡形成机制  63-64
第4章水库正常运行下三马山滑坡渗流场模拟分析  64-98
  4.1 计算原理  64-65
  4.2 数值模型的建立  65-67
  4.3 数值计算的边界条件  67-68
  4.4 数值计算的参数选取  68-71
    4.4.1 渗流参数反演  68-70
    4.4.2 反演结果对比分析  70-71
  4.5 渗流场模拟工况  71-72
  4.6 渗流场模拟结果与分析  72-98
第5章水库正常运行下三马山滑坡稳定性研究  98-114
  5.1 稳定性分析评价工况  98
  5.2 参数选取  98-100
  5.3 稳定性计算结果分析  100-114
结论  114-116
致谢  116-117
参考文献  117-120
攻读学位期间取得学术成果  120

奉节新城区大三马山滑坡形成机理的离心模型试验以及在水库正常运行下的稳定性研究

内容摘要

全文目录

相似论文