三峡库区典型堆积层滑坡成因机制与预测预报研究

被引量 : 0次 | 上传用户:xiangwang111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三峡地区是我国地质灾害高发区和易发区之一。自三峡水库蓄水以来,受库水位变动和降雨影响,库区许多老滑坡发生复活变形,同时也产生了一些新生滑坡灾害。在三峡库区各类型滑坡灾害中,堆积层滑坡所占比例较大,以《三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目》为例,所涉及的滑坡类灾害中堆积层滑坡即占到了80%。堆积层滑坡由于其特殊的物质组成及结构特征,受库水位变动及降雨因素的影响尤为明显。该类滑坡的变形破坏已经成为严重影响库区居民生命财产安全、制约库区经济发展的主要因素,也是三峡库区的重大地质环境问题之一。因此,开展典型堆积层滑坡成因机制及预测预报方面的研究,对于库区地质灾害防治和人民生命财产保障具有重大意义。论文以秭归至万州段的43个典型堆积层滑坡为研究样本,对堆积层滑坡的发育特征、动力成因和变形破坏模式进行归纳总结。选定秭归县白水河滑坡为研究实例,对其成因机制进行研究。从滑坡所处区域地质背景及自身工程地质条件入手,分析滑坡形成时间、堆积层物质的形成原因及过程。结合滑坡形成的地质背景及外界影响因素特征,从内部因素和外部因素两方面对其变形机制进行分析。通过对宏观变形迹象和专业监测数据的分析,研究白水河滑坡在外界因素影响下的变形特征。运用灰色关联分析法对白水河滑坡稳定性敏感因素进行定量评价。以上述地质分析为基础,建立合理地质概化模型。结合实际库水位调度情况及气象条件,选取四种典型工况,运用GEO-Studio中SEEP/W模块、有限元软件ANSYS10.0及有限差分软件FLAC3D对白水河滑坡在水库水位变动和降雨联合作用下的渗流场、位移场、应变场和塑性区进行模拟。用数值模拟结果对地质分析的合理性进行验证。最后通过滑坡裂缝发育特征及位移矢量角特征对滑坡发育阶段进行判别,选取时间序列和神经网络的方法对滑坡位移进行预测。论文主要的研究结论包括以下几方面:(1)通过对秭归—万州段43个堆积层滑坡基本信息的统计分析,得出如下结论:堆积层滑坡规模以大型为主;滑坡的坡面形态多呈凸坡或上凹下凸坡;斜坡的坡度以10~30。居多;堆积层滑坡发育最多的地层为巴东组(T2b)和上沙溪庙组(J2s),岩性多为泥质灰岩、泥灰岩、页岩、粉砂岩等,常具夹层或互层结构;前缘高程多位于库水位变动带内,变形破坏受库水位影响;厚层堆积层滑坡常发育有双层或多层滑面;堆积层滑坡的变形破坏模式主要有推移式和牵引式两种,根据其变形阶段和变形部位不同常发生不同模式之间的互相转换。(2)形成时间:根据滑坡前缘剪出口位置及秭归—巴东段长江阶地发育情况,认为白水河滑坡整体形成时间晚于一级阶地形成时间,即形成于距今6500年以内;堆积层物质成因:粉质粘土夹碎石层为残坡积物;局部所夹含泥块(碎)石为崩坡积产物。堆积层物质属多期次形成产物,其层序随滑坡部位不同有显著差异。成因机制:地形特征、斜坡形态及顺层地质构造为白水河滑坡形成提供了有力条件,块裂岩层的存在对双层滑带的发育起到了决定性作用。库水位和降雨因素对白水河滑坡变形作用机制是多方面的,以降低坡体物质力学强度和改变坡体结构为主要方式影响坡体变形。(3)综合地质分析及数值模拟结果,分析了白水河滑坡在库水位和降雨联合作用下的变形破坏特征。库水位作用下的变形特征主要表现为:库水位首次大尺度升降会诱使滑坡发生强烈变形;低水位情况下滑坡前缘部位变形较为明显,高水位有利于前缘缓坡平台自稳,不利于后部陡坡部位的稳定。降雨因素影响下的变形特征为:短时强降雨改变坡体内渗流场,并软化岩土体,降低其力学强度,引起滑坡体的变形;库水位下降期间的强降雨对滑坡稳定性尤为不利。灰色关联分析表明,白水河滑坡对多种因素的敏感程度依次为:内摩擦角φ>降雨r>内聚力c>库水位h。白水河滑坡预警区内的局部地形差异导致变形存在不均一性,预警区东侧前部的微斜坡单元对库水位变动及降雨的敏感程度更高,是预警区内的“高危险区”。白水河滑坡的变形破坏模式属于“滑移——拉裂”型,整体上呈现出“牵引式”破坏特征:前部以发生转动破坏为主,后部则主要发生平移破坏。现阶段变形位置主要位于上层滑带以上的堆积层内。(4)依据裂缝发育特征和位移矢量角的变化情况,判断白水河滑坡尚未进入整体加速变形阶段,适于进行中长期预报。选择时间序列加法模型,将白水河滑坡的位移分为趋势项位移和周期项位移两部分进行预测。定量选取了最大单日降雨量等六个因素作为BP神经网络预测周期项位移的输入层数据,将滑坡位移预测与滑坡发生的物理过程相联系,实现了基于外界因素变化的位移动态预测。从预测结果看,引入BP神经网络的时间序列加法模型能够对滑坡的趋势项位移及周期项位移做出较为准确的预测,适用于白水河滑坡的中长期位移预测。
其他文献
在社会金融中,农村金融属于其中的重要组成部分,也是促进新农村建设的必要条件。在农村经济发展的过程中,农村金融属于一种重要的资本要素配置方式,随着社会经济体制改革的深
越来越多的心电图机配备了用于识别心拍类型的心电自动诊断系统,在其上市前,相关质检部门必须利用由医学专家人工标注的心电图数据库对其进行性能检测。国际电工委员会在其针
初中作文教学在语文教学中占有很高的地位,因为它的成功与否牵动着整个语文教学。在作文教学实践中,有很大的收获。就是要让学生体验感情,因为作文是内心真情的流露;要让学生
本研究的目的是:从理论层面探讨临床语言研究的系统功能语言学理据及途径,从实践操作层面尝试基于系统功能语言学理论框架的阿尔茨海默症患者话语分析,为该言语失调症的早期评
农村地区,0.4kV低压配网系统所针对的用户数量较多,服务范围较大,最常出现的故障为短路故障,了解0.4kV低压配网系统的特点,明确短路故障的类型,采用科学的方法排查短路故障,维护配网的
磷石膏是磷化工企业利用湿法磷酸生产工艺生产磷酸时排放的工业固体废弃物,主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),同时含有多种杂质成分。在湿法磷酸生产过程中,通常每生产1.0t
藏族是信仰藏传佛教的民族,重精神信仰,淡物质追求是藏族人民基本的生活写照。唐卡作为藏传佛教艺术的典型代表,是藏民用于观想、膜拜的宗教圣物,在藏族民众的日常生活中具有
[目的]探讨一次性肛门袋在大便失禁病人中的临床应用价值。[方法]将100例大便失禁成年病人随机分为两组。实验组50例,采用一次性肛门袋接收大便;对照组50例,采用一次性尿垫。
意向性自我调节是指个体以增强个体功能或优化自我发展为目标,积极协调情境中的要求、资源与个人目标之间关系的一系列行动过程,其主要理论基础是SOC(选择、优化和补偿)理论
[目的]了解影响癌痛自我效能感的主要因素,为制订护理干预措施提供理论依据。[方法]用一般资料调查表收集病人一般人口学特征、疼痛及健康状况、社会心理方面的资料,用汉化版