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滑坡不但分布广泛,而且给人类造成了巨大的危害。目前,就我国滑坡灾害发生的区域性和多发性特点以及国民经济总体水平不高的状况而言,我国地质灾害防治工作的宗旨仍是“以防为主,防治结合”,大量的地质灾害处于群测群防或专业监测的监控状态,监测预警工作是当前防治工作的重点。
石榴树包滑坡是三峡库区大型滑坡——黄腊石滑坡群的一个重要组成部分。它位于巴东县城东1.5km的长江北岸,下距三峡坝址66km。在漫长的历史时期内,石榴树包滑坡经过多次彼此迭置交错复杂的滑移演变过程,形成了今天的滑坡体。该滑坡体现代变形活动自20世纪70年代以来渐趋明显,特别是三峡水库蓄水以来,滑坡的变形十分显著。一旦发生滑坡,将对长江航运和巴东县人民的生命和财产造成巨大的损失。本文在石榴树包滑坡多年的勘察、设计及监测资料基础上,对该滑坡的变形演化规律及趋势进行了深入地探讨和研究,从而达到防灾减灾的目的。
本文的主要研究内容及成果包括:
(1)通过对研究区各监测点地表位移和深部位移的分析,表明该滑坡各处变形量大小不尽一致,变形速率存也在块段之间的差异性,但整体上表现出大体相同的变形规律。以一个水文年为周期,可将石榴树包滑坡变形划分为如下三个阶段:匀速变形阶段一加速变形阶段--减速变形阶段。滑坡体同期水平位移变化趋势较一致,非汛期时,滑坡体水平位移变化较缓慢,汛期时,滑坡体水平位移变化较快。
(2)降雨是诱发石榴树包滑坡变形的主要因素。运用GEO-SLOPE软件分析了该边坡在不同降雨强度条件和的不同降雨历时条件下的稳定性,结论为:在特大暴雨(300mm/d)条件下采用Bishop法和Janbu法、计算得出石榴树包滑坡的Fs值均小于1。在降雨强度为40mm/d的大雨情况下,持续时间为5天时,石榴树包滑坡的Fs值小于1,可能会发生失稳。
(3)水库蓄水后水位线抬升,使石榴树包滑坡的坡角部分浸泡在水中,库水对滑坡体产生的浸泡软化、泥化作用、流水作用、浪蚀作用、浮力减重和动水压力作用等,引起滑带岩土体抗剪强度的降低,使滑坡体的整体稳定性降低。对于石榴树包滑坡,大幅度的水位上涨(135m蓄水)对深部滑带变形影响明显,小幅度的水位波动对深部滑带位移速率影响甚微,即156m蓄水对深层变形影响不大。
(4)运用短期预测预报模型中的GM(1,1)模型和BP神经网络模型对1号平硐的PSDZ1监测点和2号平硐的GCD4监测点进行滑坡位移预测,预测结果表明,石榴树包滑坡2007年9~11月的时间里仍然会持续变形,但变形速率较2007年5~8月有所减缓。这与石榴树包滑坡在汛期降雨量增大时,滑体深部均产生阶跃式变形,非汛期变形速率明显减缓的变形规律是一致的。说明GM(1,1)模型和BP神经网络模型对于石榴树包滑坡还是适用的。
(5)在深入研究加卸载响应比预测方法的基本理论、建模思想与步骤的基础上,以修正的地下水位变化作为外在动力因子,位移量作为动力响应,建立了石榴树包滑坡加卸载响应比预测模型。最后,基于实测数据,利用加卸载响应比模型对该滑坡进行了预报,预测结果与实际相吻合。