三峡水库水位升降作用下树坪滑坡复活机理研究.pdf

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1、第46卷第17期人民长江Vo1．46．No．172015年9月YangtzeRiverSep．，2015文章编号：1001—4179(2015)17—0057—06三峡水库水位升降作用下树坪滑坡复活机理研究张永昌，钱辈贝，郭飞2(1．长江三峡勘测研究院有限公司，湖北武汉430074；2．河海大学地球科学与工程学院，江苏南京210098)摘要：树坪古滑坡位于三峡库区内，在库水位周期性涨落作用下，滑坡土体处于饱和与非饱和动态调整状态，籍于此，根据非饱和渗流场与应力场耦舍的有限元方程，应用有限元强度折减法，对库水位在不同速率变动情况下树坪古滑坡的复活机理开展了研究。结果表明：树坪滑坡地下水位变动

2、具有一定的滞后性，并与滑体的渗透性系数密切相关；滑坡稳定系数在水位上升时整体呈现先增大后减小的趋势，并随着变动速率的增大而增大；水位下降时整体呈现先减小后增大的趋势，并随着变动速率的增大而减小；树坪滑坡复活的临界水位升降速率为2m／d，临界水位为降落到165m左右。关键词：库水位升降；非饱和流固耦舍；滑坡复活；机理中图法分类号：P642文献标志码：ADoI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．17．015三峡库区是滑坡等地质灾害多发地带，据不完全素加入应力场来分析。而实际在库水位变动情况下，统计，三峡库区在175m库水位影响的范围内共有大滑坡体中孔隙流体压力的变化

3、会引起多孔介质骨架有小滑坡2000余个，各类变形体分布更是广泛。效应力发生变化，从而导致土体渗透系数、孔隙率等的自2003年蓄水至135m开始，到2006年水位达改变；同时这些变化又会反过来影响孔隙流体的流动到156m以来，绝大多数滑坡经受了库水位缓慢上升和压力分布。可见，普通单场分析方法是不能对库水和稳定库水位长时问浸泡的考验没有复活。但随着位变动过程准确模拟的，在非饱和渗流分析中，材料渗2009年三峡大坝基本完工，三峡水库开始正常运行，透系数随含水量而变化，渗透系数是含水量的函数，同三峡水库坝前水位将在短时间内在145～175～145m时要考虑应力对非饱和渗透性函数的影响，也就涉及之间

4、波动，水位变幅为30m。滑坡短时间内经历水位到渗流场与应力场的耦合问题。本文采用饱和一非饱频繁升降且幅度之大是此前从未经历过的。库水位波和渗流场与应力场耦合的方法来对树坪古滑坡在库水动不仅降低岩体力学强度、减轻岩体有效重力，而且还位变动情况下的复活机理进行分析。改变库岸边坡内地下水位分布，在三峡库水位升降过1树坪滑坡基本概况程中很可能使原已稳定的滑坡再度失稳。因此，开展库水位升降过程对滑坡的稳定性影响机理研究具有重树坪滑坡是位于沙镇溪镇长江干流南岸斜坡要意义。上的古滑坡，上距沙镇溪镇千将坪滑坡约3km，下距目前对于水库水位升降过程中滑坡稳定性和失稳三峡工程坝址三斗坪47km。树坪滑坡属于堆

5、积层滑破坏的机理研究尚存在不足之处。主要表现在：①以坡，它是由两个区块(图1中区块一1和区块一2)组往在评价滑坡稳定性时，大多只考虑地下水的饱和渗成。区块一1大致可以分为滑体、滑带、滑床3种，其流，没有考虑非饱和区和暂态饱和区，从而使评价结果中滑体物质主要为三叠系巴东组T22一T24棕红色砂与实际有较大的出入；②在对滑坡进行此类分析时，质泥岩、泥质粉砂岩及灰褐色泥灰岩等的崩滑破坏产一般采用非耦合(即单场)分析方法先计算渗流场，然物，结构松散破碎；滑带为紫红色角砾石土层，较湿，结后将渗流场作为渗透荷载，或改变介质力学参数的因构紧密；滑床主要为巴东组T22一T24砂岩夹薄层泥收稿日期：2015

6、—06—20作者简介：张永昌，男，高级工程师，主要从事水利水电(岩土)工程勘察、设计与科研工作。E—mail：418096223@qq．eom第17期张永昌，等：三峡水库水位升降作用下树坪滑坡复活机理研究59展开研究。()等。具体的确定方法为：以地质模型所建议的岩(1)工况一。库水位以2m／d的速率经历15d土体物理力学参数为基础，类比其他类似滑坡的物理由145m水位上升到175m，在175m水位稳定60d，力学参数，结合树坪滑坡在2004年所做的变形监测资再以2m／d的速率经历15d由175m水位降落到145料，通过反演等方法综合确定计算的物理力学参数。m，在145m水位稳定60d；滑坡

7、计算参数如表5所示。(2)工况二。水位涨落过程与稳定水位时间与工表3滑带饱和度S，与孔隙水压力关系况一相同，库水变动速率取为1．5m／d；SU／kPaS，U／kPa(3)工况三。水位涨落过程与稳定水位时间与工0．080014—4000．080971—120况一相同，库水变动速率取为1．0m／d。0．080065—2600．090867—600．080116—2200．409885—202．4计算参数0．080355—．1