库水位涨落作用下三峡库区马家沟滑坡稳定性研究

摘要

水库水位涨落是诱发水库滑坡的重要因为。三峡水库正常运营后,库水位从145m到175m之间波动,使得一部分库岸滑坡被部分淹没或全部淹没,必然会引起滑体内渗流场的变化。渗流场的变化是非饱和到饱和的过程,严重影响了库岸滑坡的稳定性。库水位波动引起渗流对滑坡稳定性的影响一直是大家关注的问题。在滑坡稳定性评价中考虑渗流对滑坡稳定性的影响,主要涉及到水压力问题,然而不论是渗透力还是静水压力的计算,都涉及到浸润线的求解。本文结合三峡库区秭归县马家沟滑坡,用有限元法模拟库水位变动下的渗流场,得出滑坡体内渗流场的变化规律,以及渗流对滑坡稳定性的影响。然后把浸润线与极限平衡法相结合,计算滑坡的稳定性；同时也用有限元强度折减法对滑坡稳定性进行分析,综合得出库水位变化时,滑坡稳定性的变化规律。本文针对以下几方面进行了研究:
　　 1.在Morgenstern-Price极限平衡法的基础上,详细推导了土条周边静水压力、土条中水重和渗透力的关系。然后使用Excel实现了对Morgenstern-Price差分格式的求解过程。
　　 2.根据滑坡组成物质的物理力学参数,建立了饱和-非饱和渗流的有限元计算模型,按照库水位涨落过程,模拟了三峡库区马家沟滑坡暂态渗流场的变化,重点分析了库水位变动时孔隙水压力的变化,当库水位上升时,滑坡前缘的孔隙水压力增大,当库水位下降时,前缘的孔隙水压力减小。在库水位上升及下降的过程中,远离库水位的坡面及坡顶不受渗流的影响。
　　 3.研究了被完全淹没后的马家沟滑坡,在库水开始下降过程中,滑坡稳定性开始减小,当达到最小值后,又开始稍微增大。
　　 4.本文分别用极限平衡法和有限元强度折减法分析了水库水位的升降速度对滑坡稳定性的影响。综合分析表明,不论库水位上升或下降,滑坡稳定性都存在着先减小后增大的趋势。