三峡库区顺层岩质滑坡变形机理及库水响应特征——以生基包滑坡为例

摘要

本文以三峡库区奉节生基包滑坡为例,研究三峡库区顺层岩质水库滑坡地质构造背景、分布发育规律、滑带成因、影响因素、变形破坏机理及滑坡变形库水响应特征,并做出了稳定性预测评价,为研究顺层岩质水库滑坡机理及稳定性预测评价进行研究方法和思路的探索。首先从地质分析的角度说明了生基包滑坡的形成历史并建立其地质结构模型,结合监测变形资料对该滑坡的变形特征及破坏模式进行了工程地质和数值模拟两方面的分析,阐明了其变形机理及主要影响因素,获得了以下一些结论和成果:
　　1)三峡库区顺层岩质滑坡主要集中分布在秭归卡子湾至巴东西壤坡、巫山唤香坪至奉节花莲树、百唤坪至云阳狮子碑一带等干流河段;而在万州、忠县及重庆主城区巴南区也有分布,但分布较少。支流库区滑坡主要集中分布在香溪河、青干河、大溪河及梅溪河,特别是大溪河和梅溪河段顺层岩质滑坡尤为发育。
　　2)三峡库区顺层岩质滑坡的变形破坏机理类型为平直层面的滑移-弯曲型和滑移-拉裂型以及变倾角顺层岩质滑坡的滑移-顺层剪出型和滑移-切层剪出型。
　　3)三峡库区顺层岩质滑坡变形大多受库水位及降雨的联合作用,变形启动或变形显著时段多出现在高水位蓄水后的雨季时段,主要受库水对滑带的浸泡软化和强降雨对滑坡产生的动水压力两者的联合作用;少数滑坡变形显著时段出现在高水位运行时期(特别是2008年11月~2009年1月),主要受高水位对滑带的浸泡软化及浮托作用;极少数滑坡变形均出现在每年雨季,主要受降雨暴雨作用而库水位变动对其影响不大。
　　4)生基包滑坡受库水位涨落影响最大的前缘变形较大,使得坡体中、后部受牵引产生了大量地表拉裂缝,整体呈现一种蠕滑状态。从变形成因上来看,变形主要受高水位运行(特别是首次156m试验性蓄水和首次175m正式蓄水)及降雨影响比较大。从生基包滑坡形成历史来看,它的变形属于滑移-弯曲型的典型滑坡代表。并通过ABAQUS模拟软件真实再现了滑坡在库水变动和降雨工况下牵引式变形的历史过程。
　　5)生基包滑坡现状整体处于潜在不稳定状态,在正常的库水升降和降雨工况下,滑坡的变形现状趋于平缓。然而预测生基包滑坡在库水位骤升骤降叠加暴雨作用下变形会更加剧烈。从地质分析和数值模拟计算结果来看,在预测工况下滑坡的前缘滑带和滑体塑性区贯通且位移增大,极有可能滑移破坏,并可能牵引后续滑体变形,不排除可能会发生大规模的滑移破坏。

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1 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 研究方法与技术路线

2 三峡库区地质概况及其顺层岩质滑坡发育分布特征

2.1 区域地理及水文气象

2.2 地形地貌

2.3 地层岩性

2.4 区域地质构造

2.5 三峡库区顺层岩质滑坡分布特征

2.6 本章小结

3 三峡库区顺层岩质滑坡库水响应特征及变形机理

3.1 三峡库区顺层岩质滑坡分类

3.2 三峡库区顺层岩质滑坡库水响应特征

3.3 三峡库区顺层岩质滑坡的变形机理

3.4 本章小结

4 生基包滑坡工程地质条件及基本特征

4.1 自然地理

4.2 区域地质环境条件

4.3 生基包滑坡地质环境条件

4.4 本章小结

5 生基包滑坡变形概况及监测分析

5.1 滑坡变形概况

5.2 滑坡变形特征分析

5.3 本章小结

6 生基包滑坡变形机理及稳定性分析

6.1 滑坡形成机制及变形机理

6.2 滑坡稳定性有限元分析

6.3 稳定性综合分析

6.4 本章小结

7 生基包滑坡稳定性的预测评价

7.1 滑坡稳定性地质分析预测评价

7.2 滑坡稳定性有限元数值分析预测评价

7.3 综合预测评价

8 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

附表 三峡库区大型顺层岩质滑坡统计表

参考文献

致谢

附录