重庆万州大包梁滑坡变形破坏机制研究

摘要

重庆万州大包梁滑坡是典型的平推式滑坡。目前国内外对平推式滑坡的研究主要集中在涉水的库岸滑坡及其启动的后缘临界水位，而关于平推式滑坡后缘拉裂槽内充水高度与滑坡位移持续性之间关系的研究很少，在平推式滑坡的成因机制方面的认识不一。因此，对大包梁滑坡的变形破坏机制进行研究将有助于我们对平推式滑坡的认识，从而对防灾减灾具有指导意义。
　　本文以重庆万州大包梁滑坡为研究对象，基于现场勘察与调查访问，通过理论分析与数值模拟等方法展开对大包梁滑坡的深入研究，并根据研究成果提出有效的防治方案。本文的主要内容及研究成果如下:
　　(1)文中介绍了大包梁滑坡的地理位置、气象水文条件以及地形地貌、地层岩性、地质构造、人类活动等地质环境条件。详细阐述了大包梁滑坡的形态、规模、物质组成及结构特征、水文地质条件、岩土体物理力学性质等滑坡的基本特征。
　　(2)文中从内部地质因素与外界诱发因素两个方面分析了大包梁滑坡的成因机制，并认为大包梁滑坡是在这两方面因素共同作用下形成的。其中内部地质因素主要包括滑坡区地形地貌、气象水文与地层岩性;外界诱发因素主要包括降雨和滑坡区的人类活动。
　　(3)本文运用国际上通用的大型岩土数值模拟软件Geostudio中的seep模块对大包梁滑坡的渗流场特征进行模拟计算，并对模拟计算结果进行了研究分析。结果表明:随着滑坡后缘拉裂槽内水位的上升，滑坡后缘岩土体内水头逐渐增大，而滑坡前缘松散堆积区内水头变化幅度不大;随着后缘拉裂槽内水位的上升，滑坡岩土体处于浸润线以下的区域越来越大，这对滑坡的稳定性不利;当后缘拉裂槽内水位较低时，坡内水流主要在主滑体剪出口处集中渗出于地表，而当后缘拉裂槽内水位较高时坡体内水流在主滑体和次级滑体剪出口处均有渗出。
　　(4)文中在对大包梁滑坡进行稳定性数值模拟计算之前，介绍了目前常用的滑坡稳定性分析的理论与方法，论述了摩根斯坦-赖普斯法（Morgenstern-price）的计算原理。在此基础上，运用Geostudio中的slope模块分别对大包梁主滑坡与次级滑坡的稳定性进行模拟计算。模拟计算结果表明:主滑坡和次级滑坡的稳定系数都随着后缘拉裂槽内充水高度的上升而减小，但主滑坡减小的幅度较大;主滑坡的稳定状态对滑坡后缘拉裂槽内充水高度较敏感;随着后缘拉裂槽内充水高度的上升，主滑坡先进入不稳定状态而发生变形破坏，当主滑坡一旦发生变形破坏，其后缘拉裂槽内水位必然急剧下降，所以次级滑坡的稳定系数将一直保持在1.000以上。
　　(5)文中通过条件假设与模型简化，对大包梁滑坡后缘拉裂槽的宽度与其位移之间的关系进行了计算分析，认为大包梁滑坡从启动到制动所产生的位移是随着滑坡后缘拉裂槽宽度的增加而增大的，所以对平推式滑坡要尽早治理。
　　(6)文中通过对稳定系数的计算，研究了充水高度、滑体重度、滑带粘聚力c值与内摩擦角（ψ值对大包梁滑坡稳定性的影响，根据计算结果对比分析了以上几种因素在影响大包梁主滑坡和次级滑坡稳定性方面的重要性。
　　(7)文中针对大包梁滑坡区地下水的补给与排泄条件、大包梁滑坡成因机制、稳定性及其影响因素，提出以排水工程为主，封堵裂缝及监测措施为辅的防治方案，并对各防治措施进行了分析说明。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 平推式滑坡的研究现状

1．2．2 渗流分析的研究现状

1．2．3 滑坡稳定性的研究现状

1．3 本文研究内容及技术路线

1．3．1 研究的主要内容

1．3．2 技术路线

第2章 滑坡区的自然地理及工程地质条件概况

2．1 滑坡区的自然地理概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气象水文

2．2 滑坡区的地质环境条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造与地震

2．2．4 水文地质条件

2．2．5 人类工程活动

第3章 大包粱滑坡的基本特征

3．1 大包梁滑坡的边界、形态及规模

3．1．1 大包梁滑坡的边界

3．1．2 大包梁滑坡的形态及规模

3．2 大包梁滑坡的物质组成及结构特征

3．2．1 滑体

3．2．2 滑带

3．2．3 滑床

3．3 大包梁滑坡的水文地质特征

3．3．1 基岩裂隙水

3．3．2 松散土体孔隙水

3．3．3 地下水补给和排泄条件分析

3．4 大包梁滑坡的变形特征及分析

3．4．1 滑坡变形特征

3．4．2 滑坡变形特征分析

3．5 大包梁滑坡的岩土体物理力学性质

第4章 大包梁滑坡成因机制分析

4．1 内部地质因素

4．1．1 地形地貌

4．1．2 气象水文

4．1．3 地质构造

4．1．4 地层岩性

4．2 外界诱发因素

4．2．1 降雨

4．2．2 人类活动

第5章 大包梁滑坡的渗流场研究

5．1 概述

5．2 地下水和降雨入渗对滑坡岩土体的作用

5．2．1 物理作用

5．2．2 化学作用

5．2．3 力学作用

5．3 大包梁滑坡渗流计算与分析

5．3．1 Geostudio软件介绍

5．3．2 大包梁滑坡渗流分析原理

5．3．3 大包梁滑坡渗流模拟断面选取与模型建立

5．3．4 大包梁滑坡渗流模拟参数选取和计算模拟工况

5．3．5 滑坡渗流场计算结果与分析

5．4 小结

第6章 大包梁滑坡的稳定性研究

6．1 滑坡稳定性分析理论与方法简介

6．1．1 极限平衡理论

6．1．2 有限元强度折减系数法

6．2 大包梁滑坡稳定性计算与分析

6．2．1 计算原理

6．2．2 计算剖面和计算参数

6．2．3 计算方案

6．2．4 计算结果及相关分析

6．3 大包梁滑坡后缘拉裂槽宽度与滑坡变形之间的关系

6．4 大包梁滑坡稳定性影响因素分析

6．4．1 滑体重度的影响

6．4．2 粘聚力C值的影响

6．4．3 内摩擦角φ值的影响

6．5 小结

第7章 大包梁滑坡防治工程方案

7．1 滑坡防治原则

7．2 滑坡防治方法

7．3 大包梁滑坡防治工程方案

7．3．1 截水沟

7．3．2 树枝状排水沟+仰斜钻孔群

7．3．3 封填裂缝

7．3．4 监测

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果