三峽庫區(qū)涉水滑坡體穩(wěn)定性的可靠度研究.pdf

1、目前，在滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，主要采用穩(wěn)定系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，但穩(wěn)定系數(shù)高度依賴于強(qiáng)度參數(shù)的取值，其計(jì)算中沒有考慮巖土體參數(shù)的不確定性，因而對(duì)該方法的科學(xué)性提出了挑戰(zhàn)。用可靠度理論評(píng)價(jià)滑坡長期穩(wěn)定性是對(duì)該課題研究的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。本文以長江三峽庫區(qū)涉水滑坡體為對(duì)象，開展正常蓄水時(shí)滑坡穩(wěn)定性的可靠度研究。
　　 本文是在課題組承擔(dān)的“長江上游宜昌，江津段環(huán)境工程地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯項(xiàng)目和三峽庫岸馬家溝滑坡、歸州老城滑坡、玉皇閣崩滑體、

2、上西坪滑坡、煙廠后滑坡、四道橋滑坡、四道溝滑坡、北門坡滑坡和巴東小商品市場(chǎng)滑坡等多處滑坡勘察治理項(xiàng)目的基礎(chǔ)上完成的。首先根據(jù)三峽庫岸滑坡特點(diǎn)和岸坡工程地質(zhì)條件，將三峽庫區(qū)庫岸分為三段，即秭歸段、巴東.奉節(jié)段和奉節(jié)西.重慶段。秭歸段從庫首到秭歸與巴東交界處，以侏羅系地層為主，地勢(shì)較開闊，構(gòu)造上受秭歸向斜控制；巴東.奉節(jié)段主要為三疊系中統(tǒng)巴東組地層，寬緩的河谷與陡峻的山峰相間出現(xiàn)，形成獨(dú)特的峽谷地貌；奉節(jié)西.重慶段主要為侏羅系地層，地勢(shì)較平

3、緩，寬緩的向斜與緊密的背斜形成平行于河流的線性構(gòu)造。
　　 在此基礎(chǔ)上，分析了78個(gè)涉水滑坡案例，其中9處滑坡為作者和課題組參與勘察設(shè)計(jì)。由秭歸到重慶段，滑坡的地表坡度及滑面傾角逐漸變緩，滑坡的長寬比由1.5-4.2逐漸減小到0.2-0.8，滑坡由縱長型向橫寬型過渡。秭歸段以中傾角、縱長型、中層、中型.大型滑坡為主；巴東.奉節(jié)段以中傾角、縱長型、中.深層、大型滑坡為主；奉節(jié)西-重慶段以平緩、橫寬型、中·深層、大型滑坡為主。根據(jù)三

4、個(gè)庫段涉水滑坡的地表坡度、滑面傾角和滑坡前后緣高程等幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，建立了三個(gè)庫段滑坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。
　　 將庫區(qū)滑坡的物理力學(xué)指標(biāo)分為實(shí)測(cè)值（據(jù)勘察報(bào)告）和專家值（用于穩(wěn)定性計(jì)算的值）。根據(jù)本課題組和其他勘察單位對(duì)三峽庫區(qū)滑坡的勘察結(jié)果，共取得庫區(qū)滑坡物理力學(xué)指標(biāo)927組實(shí)測(cè)值和325組專家值。對(duì)滑體與滑帶強(qiáng)度指標(biāo)的天然峰值、天然殘剪值、飽和峰值、飽和殘剪值、原位剪切值、天然專家值和飽和專家值進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，從秭歸到重

5、慶，滑體與滑帶的粘聚力逐漸增大。天然狀態(tài)下，粘聚力的專家值介于實(shí)測(cè)峰值與實(shí)測(cè)殘剪值之間；飽和狀態(tài)下，秭歸段滑體與滑帶的粘聚力專家值比實(shí)測(cè)峰值大5-12kPa，巴東.奉節(jié)段和奉節(jié)西.重慶段粘聚力專家值介于實(shí)測(cè)峰值與實(shí)測(cè)殘剪值之間。從秭歸到重慶段，滑體與滑帶的天然內(nèi)摩擦角逐漸降低；飽和狀態(tài)下，巴東-奉節(jié)段內(nèi)摩擦角最大，奉節(jié)西-重慶段最小。整個(gè)庫段中，滑體與滑帶的內(nèi)摩擦角專家值比實(shí)測(cè)峰值大1.50-5.70。
　　 對(duì)各庫段滑體土與滑

6、帶土強(qiáng)度指標(biāo)和飽和滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明，各庫段滑體與滑帶的c、p實(shí)測(cè)值與專家值都服從正態(tài)分布，除秭歸段滑體粘聚力的飽和峰值與奉節(jié)西·重慶段粘聚力的天然峰值外，三個(gè)庫段的滑體與滑帶c、p專家值和實(shí)測(cè)值也都服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布；滑體與滑帶的飽和滲透系數(shù)都服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布和Weibull分布，本文在可靠度分析時(shí)，強(qiáng)度參數(shù)采用了正態(tài)分布概率模型。
　　 采用Morgenstem-Price法建立極限狀態(tài)方程，用有限元法模擬庫水位升降引起滑坡

7、體內(nèi)滲流場(chǎng)的變化，對(duì)三個(gè)庫段滑坡模型進(jìn)行2250次Monte-Carlo模擬計(jì)算，結(jié)果表明，庫水位上升時(shí)，各庫段滑坡模型的失效概率逐漸減??；庫水位下降時(shí)，滑坡的失效概率增大。對(duì)68個(gè)典型滑坡案例進(jìn)行模擬計(jì)算，分析了失效概率曲線的變化形態(tài)，將失效概率曲線分為三類，即拐點(diǎn)左凹型、弧狀左凹型和直線型。當(dāng)水位降落比大于0.8時(shí)，失效概率與庫水位的關(guān)系曲線多呈拐點(diǎn)左凹型，此時(shí)滑坡前緣高程多位于145m以上或附近，庫水對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響較小；當(dāng)水位

8、降落比在0.4-0.8范圍內(nèi)，曲線形態(tài)多呈弧狀左凹型，滑坡前緣高程低于145m，涉水不深，庫水對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響極大；當(dāng)水位降落比小于0.4時(shí)，曲線多呈直線型，滑坡前緣高程遠(yuǎn)低于145m，涉水很深，庫水對(duì)滑坡穩(wěn)定性有一定的影響。
　　 基于各庫段滑坡的地質(zhì)條件、實(shí)際變形特點(diǎn)、水位降落比和可靠度計(jì)算結(jié)果，給出了庫水位漲落過程中三峽庫區(qū)涉水滑坡體目標(biāo)失效概率推薦值，即在庫水位漲落過程中，秭歸段和巴東，奉節(jié)段滑坡可接受失效概率低于30％