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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。