三峡库区泄滩滑坡滑带土抗剪强度特性与稳定性评价

摘要

三峡地区是以滑坡泥石流为主要形式的地质灾害多发区，在水位涨落过程中，一些大型堆积体滑坡或古崩滑体发生变形失稳或局部复活的可能性是存在的。本文以三峡库区泄滩滑坡为研究对象，在对其滑带土抗剪强度特性进行研究的基础上，结合对滑坡稳定性计算方法的研究，对库水涨落条件下滑坡的变形机理和稳定性发展趋势进行了分析。　　泄滩滑坡滑带土中含有一定量的砾石，这种含砾滑带土在三峡库区内的滑坡中很具有代表性。鉴于目前对这种含砾滑带土抗剪强度特性的研究较少，而滑带土的抗剪强度又是影响滑坡稳定性的一个重要因素，故本文对泄滩滑坡含砾滑带土的抗剪强度特性进行了详细研究，并为此研制了一台大型现场室内两用直剪仪。　　取得的主要成果如下：　　1.研制了大型现场室内两用直剪仪，系统检测和剪切性能测试结果表明该大型直剪仪性能稳定，测试数据可靠，可进一步应用于相关工程实践和科研中。　　2.试验研究了泄滩滑坡含砾滑带土的抗剪强度特性，得到了砾石含量和砾石粒径影响滑带土抗剪强度的基本规律；确定了现场滑带土的物理力学计算参数，数值计算结果与现场监测结果的对比表明，所用的参数是合理的。　　3.对利用数值模拟求解滑坡(边坡)安全系数的分析方法进行了探讨，针对现有方法中存在的不足，基于强度折减的概念，提出了一种求解坡体安全系数的改进方法；并将其运用到泄滩滑坡的稳定性计算中，与极限平衡法的综合对比结果表明，该方法是合理可行的。　　4.对三峡库区泄滩滑坡在库水涨落条件下的稳定状态和变形破坏机制进行了综合分析，二维极限平衡计算结果与滑坡体二维、三维数值模拟结果均表明：蓄水过程中滑坡体能维持基本的稳定；泄水过程中坡体的安全储备不足，滑坡体基本处于极限平衡状态；由库水长期水流冲刷、淘蚀等作用而导致的滑体局部塌岸破坏，促使坡体从塌岸处剪出的概率较高。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外研究现状

1.3课题的研究目的、意义和研究思路

第2章泄滩滑坡地质勘查与地质模型

2.1地形地貌

2.2工程地质条件

2.3水文地质特征

2.4地质概化模型

第3章大型现场室内两用直剪仪研制与测试

3.1直剪仪的发展简介

3.1.1直剪仪的结构研究

3.1.2大型直剪仪的研制

3.2大型现场室内两用直剪仪的结构设计

3.2.1结构组成及工作机理

3.2.2本大型直剪仪的特点

3.3大型直剪仪的系统率定

3.3.1滚珠摩擦系数率定与水平加载系统稳定性测试

3.3.2滚轴排摩擦系数率定

3.4大型直剪仪的试验测试

3.4.1干砂的直接剪切试验特性简介

3.4.2本大型直剪仪的干砂剪切试验结果验证

3.5小结

第4章含砾滑带土物理力学试验研究

4.1泄滩滑坡滑带土的基本物理性质

4.2滑带土试验项目简介

4.3室内扰动样试验

4.3.1不含砾石的滑带土扰动样试验

4.3.2砾石粒径小于5mm的滑带土试验

4.4滑带土原状样三轴试验

4.4.1固结排水试验

4.4.2固结不排水试验

4.4.3不固结不排水试验

4.5滑带土的大型直剪试验

4.5.1大型直剪快剪试验

4.5.2一个试样的反复固结快剪试验

4.6含砾滑带土试验结果综合分析及计算参数的确定

4.6.1试验结果综合分析

4.6.2滑带土计算参数的确定

4.7泄滩滑体土物理力学计算参数的确定

第5章数值模拟求解坡体安全系数的方法研究

5.1现有计算方法分析

5.1.1关于采用的数值计算技术

5.1.2关于安全系数的求解方法

5.2安全系数求解的新方法

5.3 FLAC3D数值计算基本原理简介

5.4关于滑动面抗剪强度参数的反演问题

第6章泄滩滑坡稳定性分析与预测

6.1滑坡稳定性的二维极限平衡(LEM)分析

6.1.1计算模型与分析方法简介

6.1.2蓄水过程中坡体的稳定性分析

6.1.3泄水期坡体的稳定性预测

6.1.4库岸坍塌对滑坡体稳定性的影响预测

6.1.5小结

6.2滑坡稳定性的二维(2D)数值模拟研究

6.2.1二维数值计算模型的建立

6.2.2自然状态下坡体的稳定性分析

6.2.3蓄水期坡体的稳定性计算

6.2.4泄水期坡体的稳定性预测

6.2.5 小结

6.3滑坡稳定性的三维(3D)数值模拟研究

6.3.1三维数值分析模型简介

6.3.2自然状态下坡体的稳定性计算

6.3.3蓄水期坡体的稳定性分析

6.3.4泄水期坡体的稳定性预测

6.3.5 小结

6.4滑坡稳定性综合分析

6.4.1不同分析方法的计算结果对比

6.4.2滑坡稳定性评价与预测

第7章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

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