金沙江巴塘水电站特米滑坡稳定性分析及涌浪预测

摘要

特米滑坡位于金沙江巴塘水电站坝址坝轴线上游左岸约3700m处，相对高差约700m，为一大型岩质古滑坡。随着水电站建设的推进，该滑坡因其敏感的位置与巨大的规模成为了一大安全隐患。滑坡近场区主要分布冰峰组(P1c)灰色绢云母石英片岩、云母方解片岩、灰色薄层-中厚层状大理岩及第四系松散堆积物。预测分析该滑坡在各种不利工况下及建成后蓄水条件下稳定性对水电站的建设及灾害的预防有重大意义。本文主要研究分析特米滑坡在地震，暴雨，蓄水等不良工况下的稳定性，分析其形成机制及破坏后的涌浪危害。本文研究建立在充分的野外调查和钻孔勘察基础上，结合室内试验，数值模拟分析及工程类比等手段，掌握滑坡区地质环境，滑坡发育的规模，变形特征及形成机制等。利用三维有限差分法分别对各种工况进行模拟预测其稳定性，在涉及渗流分析的暴雨和蓄水不利工况下引入饱和-非饱和理论，辅以二维有限元法分析其稳定性，最后对其可能造成的涌浪危害做处预测。
　　本研究主要内容包括：⑴以滑坡的基本特征及工程地质背景为基础，分析了特米滑坡的形成机制和发展过程。现今特米滑坡的形成主要经历了4个阶段:后缘岩土体前移，拉裂→中部隆起，深层裂隙发展→滑动面贯通，整体下滑堰塞金沙江→两次溃坝形成现今滑坡形态。从引起滑坡滑动的力学性质来看该滑坡为推移式滑坡，根据滑坡变形破坏过程可以确定特米滑坡变形破坏地质力学模式为蠕滑-拉裂型。⑵运用Flac3D的三维非线性动力分析功能对滑坡进行了地震工况的模拟，并对其进行了稳定性分析与评价，认为该边坡在地震动峰值加速度为0.18g，地震动反应谱特征周期为0.41s的地震环境下仍能保持稳定。⑶结合Flac3D三维岩土体分析优势与Geostudio软件套件对非饱和土方面分析的优势对特米滑坡进行暴雨工况的模拟与蓄水条件下水位上涨的模拟。得出该滑坡在暴雨工况下稳定性下降约3％左右，能保持稳定，有一定强度储备;在水库蓄水到2545m正常蓄水位时稳定系数接近1，属于欠稳定状态，破坏概率达到50.9％，在达到预估的校核洪水位时稳定性系数小于1，破坏概率达到78％。因此水库蓄水对岸坡影响较大。⑷针对蓄水条件下岸坡的失稳破坏进行了涌浪预测。首先预测其塌岸破坏范围，并基于此计算滑速，最后得出所引发的波浪传播到对岸及坝址区域的浪高，分析其威胁程度。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究意义与工程概况

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 滑坡区自然地理及地质背景

2．1 滑坡区自然地理及气象水文

2．2 地形地貌

2．3 地层岩性

2．4 地质构造

2．4．1 断裂

2．4．2 褶皱

2．4．3 节理裂隙

2．5 地震

2．6 新构造运动

2．7 水文地质条件

2．8 岩土体物理力学性质

2．8．1 室内试验分析

2．8．2 原位试验分析

第3章 特米滑坡基本特征

3．1 滑坡形态特征

3．2 滑坡堆积体物质组成特征

3．2．1 滑坡体结构特征

3．2．2 堆积体物理力学性质

3．3 滑坡变形破坏特征

第4章 滑坡形成条件及成因机制

4．1 滑坡形成条件

4．2 滑坡发展破坏过程分析

4．3 滑坡成因机制分析

第5章 数值模拟及稳定性分析

5．1 概述

5．1 天然工况下数值模拟稳定性分析

5．1．1 滑坡失稳判据

5．1．2 三维数值模型建立

5．1．3 计算方法及物理力学参数选取

5．1．4 计算结果分析

5．2 地震工况下稳定性分析

5．2．2 Flac3D动力分析介绍

5．2．3 地震波的选取与输入

5．2．4 边界条件的设置

5．2．5 计算结果分析

5．3 降雨工况下边坡稳点性分析

5．3．2 Flac3D对降雨工况的模拟

5．3．4 极限平衡法计算

5．4 蓄水条件下滑坡稳定性分析

5．4．2 蓄水不同水位稳定性分析

5．4．3 可靠度分析

5．5 小结

第6章 特米滑坡涌浪计算

6．1 水库边岸再造范围预测

6．1．1 岸坡结构法介绍

6．1．2 参数选取与塌岸范围预测

6．2 滑坡滑速计算

6．2．1 滑速计算方法选取

6．2．2 滑速计算结果分析

6．3 涌浪的计算与分析

6．3．1 涌浪计算方法选取

6．3．2 涌浪计算结果分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果