学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水库型滑坡库水位动力加载与位移响应特征及其稳定性演化规律研究

作　者: 刘晓红
导　师: 贺可强
学　校: 青岛理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 水库型堆积层滑坡库水位变化渗流场自重应力场动力增量位移响应比稳定性演化规律
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

三峡库区是滑坡地质灾害的多发地带，该区的滑坡主要为堆积层滑坡。自2003年三峡水库蓄水以后，库水位从135m上升到175m，导致一部分滑坡被库水淹没，库水位周期性的上升和下降对滑坡体内的渗流场了产生很大的影响，对三峡库区滑坡的安全产生了极大威胁。因此，研究库水对堆积层滑坡的动力作用规律及边坡稳定性演化规律既是一个复杂的理论课题，也是一个由重大意义的工程应用课题。本论文以三峡库区为背景，以国家自然科学基金项目：“重大水利工程复合水环境滑坡动力灾变机理与预测模型研究”（项目编号：41372297），教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目：“堆积层滑坡渗流卸加载动力学预测方法与失稳判据研究”（项目编号：20113721110002）为依托，以三峡库区典型堆积层滑坡为例，建立堆积层滑坡概化模型，运用有限元分析软件Geo-studio和动力增量位移响应比参数对滑坡库水位动力增量位移响应比特征与边坡稳定性演化规律进行了数值模拟研究，得到了以下认识：1．通过分析三峡库区水库蓄水情况和水库运行情况，以及库水位变化对滑坡体的作用机理分析，采用有限元分析软件Geo-studio和饱和-非饱和渗流理论，从几个影响因素即库水位升降速率、渗透系数、坡体厚度、坡体长度以及坡角，对三峡库区水库型滑坡进行了数值模拟分析，得到了库水位升降过程对滑坡体的加卸载动力作用过程与这几个因素对滑坡稳定性系数的影响规律，为滑坡动力增量位移响应比的研究奠定了基础。2．本文将非线性动力增量位移响应比理论运用到堆积层滑坡中，分析了把库水位的变化作为此类滑坡的动力加载参数的可行性，确定了加载参数、加载响应参数以及动力增量位移响应比。3．本文运用有限元分析方法和饱和-非饱和渗流基本理论，对库水位在堆积层边坡中的动力作用规律进行了模拟研究。分析了滑坡体渗流场的变化规律，渗流场-自重应力场耦合作用下的应力应变场的规律，得出了堆积层边坡概化模型的稳定系数随着库水位不等速率下降逐渐减小的规律。4．本文将库水位变化作为该类边坡的加载动力参数，边坡位移变化、位移速率变化作为其加载响应参数，从而建立了动力增量位移响应比模型。通过研究动力增量位移响应比特征与边坡稳定性演化规律的关系，得到以下规律：若动力增量位移响应比以1为基点上下波动，且偏离1程度不大，说明边坡处于稳定状态；若持续大于1，则表示边坡逐渐趋于不稳定状态；若动力增量位移响应比远大于1，而且趋近于∞，则表明边坡即将失稳。5．本文最后以湖北省巴东县黄土坡滑坡为实例，计算得到的滑坡稳定性与通过实际监测数据计算得出的动力增量位移响应比结果基本吻合，进而验证了动力增量位移响应比理论在堆积层滑坡预报预报中的有效性。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章绪论  12-22
  1.1 研究的背景、意义及目的  12-15
    1.1.1 研究背景  12-14
    1.1.2 研究目的和研究意义  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-19
    1.2.1 水库型滑坡动力作用规律研究现状  15-17
    1.2.2 水库型滑坡预测预报的研究现状  17-19
  1.3 本文的主要研究内容  19
  1.4 创新点  19-21
  1.5 研究思路  21-22
第2章三峡库区水库型滑坡的基本特征及位移动力学特征  22-30
  2.1 三峡库区基本概况  22-23
    2.1.1 地质概况  22-23
    2.1.2 人类工程活动  23
  2.2 三峡库区滑坡的基本物理特征  23-26
  2.3 三峡库区滑坡应力分布特征  26-27
  2.4 三峡库区滑坡的动力学特征及分类  27-29
    2.4.1 三峡库区坡的位移动力学特征  27-28
    2.4.2 三峡库区滑坡按动力学特征分类  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章库水位变化过程中水库型堆积层滑坡加卸载动力作用规律研究  30-51
  3.1 滑坡与水的相互作用机理  30
  3.2 三峡库区蓄水和库水位变动对边坡的影响  30-32
    3.2.1 三峡水库蓄水及水库运行情况  30-31
    3.2.2 库水位变动对边坡的影响  31-32
  3.3 影响滑坡稳定性的因素分析  32-34
    3.3.1 库水对堆积层滑坡稳定性的影响分析  32-33
    3.3.2 渗透性对堆积层滑坡稳定性的影响  33
    3.3.3 坡体形状对堆积层滑坡稳定性的影响  33-34
  3.4 采用的基本方法与理论  34-39
    3.4.1 有限元分析软件  34-35
    3.4.2 饱和—非饱和渗流基本理论  35-39
  3.5 堆积层滑坡动力加卸载规律研究  39-50
    3.5.1 三峡库区堆积层滑坡概化模型的建立  39-40
    3.5.2 影响因素数值计算分析  40-50
  3.6 本章小结  50-51
第4章动力增量位移响应比理论及其在滑坡预测预报中的应用  51-60
  4.1 预报模型的分类及实用性分析  51-53
  4.2 动力增量位移响应比的理论基础  53-57
    4.2.1 动力增量位移响应比的定义  54-55
    4.2.2 边坡动力增量位移响应比评价边坡稳定性的理论依据  55-56
    4.2.3 水库型滑坡加载方案的确定  56-57
  4.3 库水位的变化作为水库型滑坡动力加载手段的作用与意义  57-58
  4.4 本章小结  58-60
第5章水库型滑坡动力增量位移响应比及其稳定性演化规律研究数值模拟  60-80
  5.1 所采用的方法和理论  60
  5.2 建立数值模型  60-64
    5.2.1 模型建立的现实依据  60-63
    5.2.2 计算参数的设置  63-64
  5.3 滑坡数值模拟加载方案  64-65
  5.4 渗流场数值模拟计算结果分析  65-67
    5.4.1 渗流场结果分析  65-66
    5.4.2 孔隙水压力分析  66-67
  5.5 渗流场-自重应力场耦合分析数值模拟  67-72
    5.5.1 滑坡渗流场-自重应力场耦合分析模型建立  67-68
    5.5.2 滑坡渗流场-自重应力场耦合结果分析  68-72
  5.6 滑坡稳定性分析计算模拟  72-74
    5.6.1 滑坡稳定性分析模型建立  72-73
    5.6.2 滑坡稳定性计算结果分析  73-74
  5.7 库水-位移动力增量位移响应比模型及其变化规律分析  74-77
  5.8 黄土坡滑坡实例分析研究  77-79
  5.9 本章小结  79-80
第6章结论与展望  80-83
  6.1 主要结论  80-81
  6.2 存在不足及展望  81-83
参考文献  83-87
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目  87-88
致谢  88

水库型滑坡库水位动力加载与位移响应特征及其稳定性演化规律研究

内容摘要

全文目录

相似论文