庫水位升降誘發(fā)堆積體滑坡物理模型試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、河流過洪、堰塞湖泄洪、水庫泄水和海水退潮等均引起坡前的庫水位降落，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象時有發(fā)生，這不僅給國家?guī)砹酥卮蠼?jīng)濟(jì)損失，且易造成重大人員傷亡。坡前庫水位降落會引起坡內(nèi)原有穩(wěn)態(tài)滲流場發(fā)生變化，進(jìn)而使得邊坡的穩(wěn)定性發(fā)生改變。三峽庫區(qū)土質(zhì)岸坡多分布在庫區(qū)山前的河谷兩岸，水庫蓄水及庫水位周期性的循環(huán)漲落必將引起岸坡地下水位長期周期性波動，岸坡水土作用加劇，導(dǎo)致土體飽水軟化，引起坡體滲流場、應(yīng)力場的變化，改變土體的物理力學(xué)參數(shù)，岸坡的穩(wěn)

2、定性降低，突發(fā)性失穩(wěn)幾率增大。因此，三峽庫區(qū)庫水位周期性升降作用與土質(zhì)岸坡的穩(wěn)定性變化及岸坡的失穩(wěn)破壞關(guān)系密切。深入研究坡內(nèi)滲流場對坡前庫水位升降下的響應(yīng)規(guī)律及相應(yīng)的邊坡安全系數(shù)變化，不僅能夠幫助全面了解坡前水位升降引起邊坡失穩(wěn)的力學(xué)機制，同時為樹坪堆積體滑坡的預(yù)防和治理工作提供了更可靠的理論依據(jù)。本文的主要研究工作和結(jié)果如下：
　　1.通過設(shè)計制作的鋼化玻璃模型槽，采用樹坪滑坡原狀土，并按照庫區(qū)堆積體滑坡的反向坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆積體重

3、構(gòu)。模擬庫水位上升、下降過程中，監(jiān)測坡內(nèi)的滲流場變化過程，并觀測得到了邊坡隨滲流場變化的失穩(wěn)現(xiàn)象。重點對比分析了不同坡度和不同水位下降速度下坡內(nèi)滲流場的響應(yīng)規(guī)律，結(jié)合所觀測到的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，分析滲流場的變化對邊坡穩(wěn)定性影響。
　　2.通過觀察不同坡度下堆積體的破壞現(xiàn)象，分析堆積體在庫水上升和下降過程中的破壞規(guī)律，揭示堆積體在庫水升降作用下的破壞機理。
　　3.在模型試驗的基礎(chǔ)上，利用Geo-studio軟件中的seep/w模

4、塊，對不同坡度和不同降落速度情況下的堆積體內(nèi)瞬態(tài)滲流場進(jìn)行了分析，對堆積體的穩(wěn)定性進(jìn)行了計算分析，得出了不同坡度和不同降落速度工況下堆積體內(nèi)滲流場及穩(wěn)定性的變化特征。
　　通過研究分析得出，庫水下降速率相同時，坡角越大，安全系數(shù)越小；坡角相同時，庫水下降速率越大，安全系數(shù)也越小。將試驗結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析，試驗結(jié)論與軟件模擬結(jié)果的吻合性較好，驗證了數(shù)值模擬與物理模型的可靠性。堆積體物理模型的“掏空——滑塌——掏空”破壞規(guī)律