鲁地拉水电站枯木A滑坡降雨入渗非饱和渗流分析

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边坡失稳引起滑坡是全球性的地质灾害之一,对人类社会和经济建设构成巨大危害,降雨是引起边坡稳定性降低,导致边坡失稳的最主要和最普遍的外界因素,降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70%,而且降雨类型的滑坡中95%的滑坡发生在雨季。可见研究降雨入渗对边坡地下水位及土体饱和度的影响,是边坡稳定性研究的重要内容。论文首先介绍了非饱和渗流的基本概念、基本微分方程以及饱和—非饱和渗流的有限元解法。其次,以一个理想土坡模型为对象,研究了降雨量、土体渗透系数、基质吸力、土水特征曲线(渗透系数与基质吸力关系曲线、体积含水量与基质吸力关系曲线)等参数对入渗结果的影响。降雨条件下土体中的浸润线有单线和双线两种形式,浸润线的形式是土体渗透系数、降雨量、降雨持时、孔隙比、基质吸力以及边坡几何尺寸的多元函数,当降雨量小、渗透系数大、降雨持时短、基质吸力小、边坡高度低时,浸润线易呈单线形式,相反则易呈双线形式。然后,分析了鲁地拉水电站枯木A滑坡区的工程地质条件、滑坡的形态及规模、滑坡的边界特征、滑坡的结构特征、滑坡的变形破坏特征及形成机制。在此基础上,以滑坡体中的天然稳定水位线为判据,以设计基础参数为初值,反演分析了枯木A滑坡堆积体非饱和土力学参数,包括基质吸力与饱和度的关系,饱和度与相对渗透系数的关系;以反演参数为依据,研究了滑坡体原始地下水位线分布;研究了天然河水位和正常蓄水位在无、有渗控措施(排水洞+上仰排水孔)条件下,滑坡体内地下水位线、非饱和区含水量、孔隙水压力等的变化规律,指出该边坡处于欠稳定状态,必须进行工程治理;排水洞+上仰排水孔工程治理措施是有效的,对于饱和度和含水量虽有很大减小,但对于降低非饱和区的饱和度和含水量效果有限。
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