三峡库区动水压力型滑坡水平排水管布设方案优化研究——以卧沙溪滑坡为例

摘要

三峡库区动水压力型滑坡在库水位下降的工况下，由于滑坡岩土体的渗透性较差，坡体内的水未能及时排出，从而产生指向坡外的渗透动水压力，对滑坡的稳定不利。在坡体内布置排水管，是降低该类滑坡体内动水压力、提高其稳定性的有效治理措施之一，其布设方式直接决定排水管的排水降压效果的好坏，为了获得经济合理的排水管布设方案，本文以典型动水压力型滑坡——卧沙溪滑坡为例，开展库水位下降过程中滑体土的土-水特征曲线和非饱和渗透系数动态变化的试验研究，在此基础上，对水平排水管的布设方案进行优化。
　　本文的主要研究内容及成果概述如下:
　　1)概要地分析了库水位下降条件下动水压力型滑坡的水力特性。
　　2)利用自行研制的渗透仪器，通过试验模拟库水位下降过程中滑坡体内代表性点土体的渗透过程，获得每天变化的粒径分布曲线以及饱和渗透系数，并基于试验结果，采用物理经验模型法及Fredlund&Xing函数模型动态获得库水位下降过程中滑体土每天的土-水特征曲线(SWCC)和非饱和渗透函数。
　　3)利用均匀设计法设计水平排水管布设方案，并基于动态确定的SWCC、非饱和渗透系数及滑坡体物理力学参数值，采用Geo-Studio软件模拟库水位下降过程中滑坡有/无设置排水管工况下的滑坡渗流场及稳定性变化。利用神经网络建立排水管布设参数与排水加固后的滑坡排水效果及稳定性之间的非线性映射关系，运用遗传算法优化选择出最优排水管布设方案。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状及存在的问题

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 存在的问题

1．3 本文的研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 动水压力型滑坡的水力特征及卧沙溪滑坡概况

2．1 动水压力型滑坡的水力特征

2．1．1 在库水位下降条件下滑坡渗流场变化特点

2．1．2 在库水位下降条件下滑坡渗透力的变化特点

2．2．1 滑坡工程地质条件

2．2．2 滑坡变形监测资料分析

2．3 小结

第三章 理论与方法

3．1 饱和-非饱和渗流理论

3．2 渗流分析有限元法

3．3 滑坡稳定性分析的极限平衡法

3．4 SWCC及非饱和渗透系数的确定方法

3．4．1 土-水特征曲线的确定方法

3．4．2 非饱和渗透系数的确定方法

3．5 均匀设计方法

3．6 优化方法的理论基础

3．6．1 神经网络

3．6．2 遗传算法

3．7 小结

第四章 滑体土的土-水特征曲线和渗透函数动态确定试验

4．1 试验内容

4．2 试验土样

4．3 试验仪器

4．4 试验步骤

4．5 试验过程

4．5．1 库水位下降初始阶段SWCC及非饱和渗透系数的确定

4．5．2 动态确定SWCC和非饱和渗透系数的过程

4．6 试验结果及分析

4．6．1 代表点A试验结果分析

4．6．2 代表点B试验结果分析

4．7 小结

第五章 卧沙溪滑坡排水管布设方案设计及优化

5．1 排水管布设方案设计

5．1．1 排水管布设所考虑的因素及其水平

5．1．2 由均匀设计表确定的布设方案

5．2 采用排水管治理后的滑坡渗流场模拟和稳定性分析

5．2．1 卧沙溪滑坡渗流计算模型

5．2．2 计算参数

5．2．3 计算工况

5．2．4 渗流场模拟和稳定性分析

5．3 水平排水管布设方案优化

5．3．1 神经网络对布设方案的非线性表达

5．3．2 遗传算法搜索最优的布设方案

5．4 优化结果及效果评价

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况