降雨与库水作用下库岸边坡稳定性分析及评价

摘要

滑坡是常见的自然灾害之一，尤其在三峡库区，库岸易失稳区域在周期性库水位涨落作用下逐渐发育，特别受到强降雨的叠加作用下，稳定性在短时间内急剧下降，极易发生滑塌等现象，自三峡大坝运营以来，蓄水影响区域横跨长江流域多个地区，区内梅雨季连绵多雨，全程滑坡频发，分布密集，规模大，且种类多，危害难以预测。因此，评价降雨、库水位升降情况下影响边坡稳定性的各项因素，有利于全面了解滑坡抵御灾害的能力，对库区地质灾害防治工程提供理论依据。
　　本文以长江三峡重庆地区典型库岸边坡为研究对象，理论分析各外在因素和内在因素影响库岸边坡稳定性的作用机理，通过建立基本型边坡研究降雨和库水位变动条件下边坡渗流场及对应安全系数的变化规律。利用改进的灰色关联法，定量计算边坡对各因素的敏感程度，评价并排序，确定主要影响因素及关联性，实现对边坡稳定的客观评价。根据前述研究，以人和立新村滑坡为工程背景，结合气候环境及地质条件建立有限元模型，并设计降雨和库水位作用的计算工况，通过数值模拟探讨了滑坡崩塌失稳规律。主要研究内容如下：
　　1）分析饱和土的渗流特性；详细推导了降雨入渗下非饱和土中二维渗流控制方程，并给出定解条件；从内因和外因两方面系统分析了影响边坡稳定性的主要影响因素。
　　2）以一个理想的均质边坡模型作为研究对象，分别研究降雨历时、降雨强度、库水位升降速率对边坡渗流场和稳定性变化的作用机理，探讨各参数对边坡稳定性的影响规律。
　　3）利用距离分析法优化灰色关联分析，作为改进的灰色关联度评价方法，对降雨、库水位升降情况下对影响边坡失稳的影响因素进行敏感性评价，并对影响因素的权重进行比较和排序。
　　4）以人和立新村滑坡为工程背景，针对滑坡的实际地质环境，研究各计算工况下的孔隙水压力及安全系数变化趋势，并进行稳定性评价，确定影响边坡失稳的主次因素。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状及方法

1.3 研究方法及技术路线

2 饱和-非饱和土渗流理论及库岸边坡稳定性影响因素分析

2.1 非饱和土渗流特性

2.2 饱和-非饱和土渗流基本理论

2.3稳定性影响因素分析

3 降雨及库水位作用下库岸边坡数值模拟研究

3.1 数值模拟软件介绍

3.2 模型建立

3.3 土体相关参数设置

3.4 边界条件及软件相关参数设置

3.5 降雨作用对边坡渗流及稳定性影响分析

3.6 库水作用对边坡渗流及稳定性影响分析

3.7 总结

4 边坡稳定性影响因素敏感性分析

4.1 灰色关联法基础理论及计算方法

4.2 改进的灰色关联法-距离分析方法

4.3 基于MATLAB的多因素影响权重确定

4.4 总结

5 人和立新村滑坡稳定性分析

5.1 工程概况

5.2 滑坡地质特征

5.3 初始参数设置

5.4 降雨工况滑坡稳定性分析

5.5 库水位工况滑坡稳定性分析

5.6 降雨联合库水位工况滑坡稳定性分析

5.7 滑坡工程治理前后对比

5.8 总结

6 结论及展望

6.1 本文主要研究结论

6.2 展望

参考文献

后记

附录1：攻读硕士学位期间参与的项目

附录2：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著