三峽庫區(qū)水庫蓄水誘發(fā)滑坡復(fù)活機理及穩(wěn)定性評價方法

第1章緒言

第2章三峽庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境及滑坡分布特征

第3章三峽庫區(qū)滑坡復(fù)活機理及滑坡分類

第4章降雨及庫水誘發(fā)滑坡機理的物理模型試驗驗證

第5章土水特征曲線及其數(shù)學(xué)模型

第6章非飽和土的滲透性函數(shù)

第7章滑坡巖土體非飽和力學(xué)特性試驗

第8章坡面徑流與坡體滲流整體求解模型及有限元模擬

第9章基于非飽和土理論的滑坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬方法

第10章三峽庫區(qū)重大涉水滑坡穩(wěn)定性評價及空間預(yù)測

附圖

水庫蓄水誘發(fā)三峽庫區(qū)大量滑坡變形，對庫區(qū)人民生命財產(chǎn)及航運安全產(chǎn)生巨大威脅。水庫滑坡不同于其他滑坡，庫水位變動及降雨對滑坡的作用過程是關(guān)鍵。本書基于非飽和土力學(xué)原理，以降雨庫水位變動耦合作用下滑坡演化力學(xué)過程為主線，采用野外調(diào)查、室內(nèi)外試驗、物理模擬、數(shù)值模擬及理論分析等綜合手段，針對降雨及水庫蓄水誘發(fā)滑坡復(fù)活機理及穩(wěn)定性預(yù)測評價方法展開了系統(tǒng)研究。提出了基于庫水誘發(fā)機理的水庫滑坡分類體系，構(gòu)建了降雨及庫水位耦合作用下滑坡滲流和變形演化過程的數(shù)值模擬方法，構(gòu)建了三峽庫區(qū)重涉水滑坡空間預(yù)測評價系統(tǒng)。

人類活動引起的局部地區(qū)異常地震活動稱為人為誘發(fā)地震，簡稱誘發(fā)地震。目前已發(fā)現(xiàn)的能誘發(fā)地震的活動包括水庫蓄水、注水抽水，采礦和地下核爆炸等。

三峽水庫蓄水后，水位迅速變動，庫區(qū)5300Km庫岸上分布的數(shù)以千計的涉水崩塌滑坡可能會有一部分復(fù)活。本項研究企圖充分抓住三峽水庫蓄水可能誘發(fā)滑坡復(fù)活這一難得的機會,對滑坡預(yù)測預(yù)報理論、模型和判據(jù)進行深入系統(tǒng)地研究，并用于實際滑坡的預(yù)測預(yù)報。通過一系列廣泛深入地研究，主要取得了以下成果： (1)運用非飽和土力學(xué)、飽和-非飽和滲流理論，對降雨誘發(fā)滑坡成因機理及其穩(wěn)定性評價方法進行了系統(tǒng)研究。初步建立了一套由現(xiàn)場基質(zhì)吸力觀測→室內(nèi)非飽和土力學(xué)試驗→機理分析→降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)評價的方法體系。 (2)通過對典型庫水型滑坡的分析總結(jié)，將其按照成因機制分為直接誘發(fā)型和間接誘發(fā)型兩大類和五個亞類。 (3)通過廣泛查閱和對國內(nèi)外有關(guān)文獻的綜合分析研究，對現(xiàn)有40余種滑坡預(yù)測預(yù)報模型、方法及適宜性進行了系統(tǒng)地分析論證，總結(jié)出近20種預(yù)報判據(jù)。并提出了一系列有關(guān)滑坡預(yù)測預(yù)報的理論和方法，如滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)降噪和平滑處理的變維kalman濾波、小波變換，多監(jiān)測點綜合預(yù)報的信息融合技術(shù)，多模型綜合預(yù)報方法等。 (4)首次提出了滑坡地質(zhì)(G)-力學(xué)機理(M)-變形(D)數(shù)值模型預(yù)報的新思路，并結(jié)合泄灘、石榴樹包兩個典型滑坡系統(tǒng)地闡述了GMD模型預(yù)報方法，并初步驗證了該方法的有效性。 (5)提出了將數(shù)學(xué)模型定量預(yù)報、宏觀變形破壞跡象和專家經(jīng)驗的定性預(yù)報與GMD數(shù)值模型預(yù)報三者有機結(jié)合的滑坡綜合預(yù)測預(yù)報的思想和方法。 (6)研制開發(fā)了“滑坡綜合預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)”和“地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域評價與預(yù)測GIS系統(tǒng)”。 (7)采用現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)分析測試、離心模擬、三維數(shù)值模擬以及理論分析等多種手段有機結(jié)合，對泄灘、石榴樹包滑坡的變形及演化過程進行了成功地預(yù)測預(yù)報。該研究成果為三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治提供了直接的決策依據(jù)和技術(shù)支撐，并在我國西南地區(qū)數(shù)起重大地質(zhì)災(zāi)害和多個大型水電工程高邊坡的監(jiān)測預(yù)警中被推廣使用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。 2100433B

前言

1 緒論

1.1 滑坡預(yù)報研究的歷史回顧

1.2 滑坡預(yù)報的基本類型與方法

1.3 滑坡預(yù)報的主要問題與討論

1.4 滑坡預(yù)報的新思路——GMD數(shù)值模型預(yù)報

1.5 發(fā)展趨勢

1.6 本書的主要研究內(nèi)容及取得的成果

第一篇 滑坡變形失穩(wěn)成因機理研究

2 降雨誘發(fā)滑坡機理與穩(wěn)定性評價方法研究

2.1 概述

2.2 非飽和土的強度理論

2.2.1 非飽和土的Mohr-Coulomb準則

2.2.2 土水特征曲線研究

2.2.3 含水量對非飽和土抗剪強度的影響

2.3 非飽和土基質(zhì)吸力量測

2.3.1 觀測井及觀測目的!

2.3.2 基質(zhì)吸力及孔隙水壓力隨深度和坡體結(jié)構(gòu)的分布規(guī)律

2.3.3 基質(zhì)吸力及孔隙水壓力隨時間和降雨的變化規(guī)律

2.4 滑坡降雨入滲理論分析

2.4.1 飽和一非飽和滲流的基本理論

2.4.2 邊坡降雨入滲問題

2.4.3 降雨入滲問題的近似解

2.4.4 數(shù)值模擬方法及程序開發(fā)

2.5 降雨影響滑坡穩(wěn)定性評價理論與方法

2.5.1 基于非飽和土力學(xué)理論的極限平衡分析方法

2.5.2 降雨對邊坡穩(wěn)定性影響機理

3 庫水誘發(fā)滑坡成因機理研究

3.1 概述

3.2 庫水誘發(fā)滑坡機理分析

3.2.1 直接誘發(fā)型

3.2.2 間接誘發(fā)型

3.3 水一巖相互作用理論與方法

3.3.1 等效連續(xù)介質(zhì)雙場耦合分析數(shù)學(xué)模型

3.3.2 雙場耦合作用的非線性有限元數(shù)值模擬的解法

3.4 滲流場與應(yīng)力場耦合分析的數(shù)值模擬技術(shù)

3.4.1 3D-Modflow

3.4.2 FLAC

第二篇 滑坡預(yù)測預(yù)報理論研究

4 滑坡預(yù)測預(yù)報基本理論研究

4.1 滑坡預(yù)報的基本問題

4.1.1 滑坡預(yù)報的基本概念

4.1.2 滑坡預(yù)報的基本原理

4.1.3 滑坡預(yù)報的時間尺度

4.1.4 滑坡監(jiān)測點的選取

4.2 滑坡監(jiān)測信息的處理

4.2.1 單點監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理

4.2.2 多點監(jiān)測信息的處理

4.3 滑坡演化階段的判別

4.3.1 曲線切線角速率法

4.3.2 人工免疫陰性選擇算法

5 滑坡預(yù)測預(yù)報模型研究

5.1 滑坡的定量預(yù)報

5.1.1 確定性預(yù)報模型

5.1.2 統(tǒng)計預(yù)報模型

5.1.3 非線性預(yù)報模型

5.1.4 類比分析法

5.1.5 多模型綜合定量預(yù)報

5.2 滑坡的定性預(yù)報

5.2.1 滑坡的穩(wěn)定性

5.2.2 滑坡的變形破壞機理

5.2.3 滑坡的變形階段及宏觀變形破壞跡象

5.2.4 滑坡的宏觀前兆異?，F(xiàn)象

5.2.5 滑坡預(yù)報知識庫

5.3 滑坡的GMD數(shù)值模型預(yù)報

5.4 滑坡的綜合預(yù)測預(yù)報

6 滑坡預(yù)測預(yù)報判據(jù)研究

6.1 安全系數(shù)和可靠概率預(yù)報判據(jù)

6.2 變形速率預(yù)報判據(jù)

6.2.1 巖質(zhì)邊坡滑坡位移速率判據(jù)

6.2.2 堆積層滑坡速率和位移矢量角判據(jù)

6.2.3 蠕變曲線切線角和矢量角判據(jù)

6.2.4 一些典型滑坡的位移速率

6.3 滑坡綜合信息預(yù)報判據(jù)

6.3.1 新灘滑坡綜合信息預(yù)報判據(jù)

6.3.2 黃臘石滑坡綜合信息預(yù)報判據(jù)

6.3.3 臬蘭山滑坡綜合信息預(yù)報判據(jù)

6.4 降雨與滑坡的關(guān)系

6.4.1 滑坡發(fā)生與暴雨頻次和降雨周期的關(guān)系

6.4.2 滑坡發(fā)生與降雨總量和降雨強度的關(guān)系

6.4.3 滑坡與降雨形式的關(guān)系

6.4.4 典型滑坡的降雨閥值

6.5 水庫蓄水對滑坡的影響

6.6 典型滑坡預(yù)報參數(shù)特征值

6.7 滑坡預(yù)報判據(jù)總結(jié)·

7 滑坡綜合預(yù)測預(yù)報信息系統(tǒng)研究

7.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系

7.2 系統(tǒng)的內(nèi)容及功能

7.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

7.3.1 滑坡基礎(chǔ)信息庫

7.3.2 滑坡預(yù)報綜合信息庫

7.4 滑坡定量預(yù)報模塊

7.5 滑坡定性預(yù)報模塊

7.5.1 變形破壞機理研究模塊

7.5.2 穩(wěn)定性評價模塊

7.5.3 變形階段判別模塊

7.5.4 破壞概率分析模塊

7.5.5 滑動時間預(yù)報模塊

7.6 系統(tǒng)的開發(fā)

第三篇 典型滑坡預(yù)測預(yù)報實例研究

8 新灘滑坡預(yù)測預(yù)報研究

8.1 滑坡的基本特征

8.2 滑坡的形成條件

8.3 滑坡的變形發(fā)展過程

8.4 滑坡變形監(jiān)測

8.5 滑坡預(yù)測預(yù)報

8.5.1 定量預(yù)報

8.5.2 定性預(yù)報

8.5.3 綜合預(yù)測預(yù)報

9 三峽庫區(qū)泄灘滑坡GMD模型及預(yù)測預(yù)報研究

9.1 泄灘滑坡的基本特征

9.1.1 滑坡的形態(tài)特征

9.1.2 坡體的結(jié)構(gòu)特征及物質(zhì)組成

9.1.3 滑帶特征

9.1.4 泄灘滑坡水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

9.2 泄灘滑坡滑帶土物理力學(xué)特性研究

9.2.1 泄灘滑坡滑帶土基本物理力學(xué)特性研究

9.2.2 泄灘滑坡滑帶土三軸流變試驗

9.2.3 泄灘滑坡滑帶土流變模型

9.3 庫水對泄灘滑坡影響的滲流分析

9.3.1 泄灘滑坡穩(wěn)定滲流分析

9.3.2 泄灘滑坡非穩(wěn)定滲流和水一巖耦合作用數(shù)值模擬

9.4 降雨對泄灘滑坡的影響分析

9.4.1 泄灘滑坡基質(zhì)吸力現(xiàn)場觀測

9.4.2 降雨入滲過程中泄灘滑坡滲流場數(shù)值模擬

9.4.3 降雨影響泄灘滑坡穩(wěn)定性的評價

9.5 泄灘滑坡變形及穩(wěn)定性的FLAC分析

9.5.1 計算模型的建立

9.5.2 天然狀態(tài)下應(yīng)力一應(yīng)變場特征及穩(wěn)定性分析

9.5.3 蓄水條件下泄灘滑坡變形及穩(wěn)定性分析

9.6 泄灘滑坡離心模型試驗研究

9.6.1 實驗技術(shù)條件

9.6.2 離心模型實驗設(shè)計

9.6.3 實驗結(jié)果分析

9.7 基本認識

10 三峽庫區(qū)石榴樹包滑坡GMD模型及預(yù)測預(yù)報研究

10.1 石榴樹包滑坡工程地質(zhì)條件

10.1.1 石榴樹包滑坡的形態(tài)特征

10.1.2 滑體的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

10.1.3 滑坡區(qū)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)

……

11 二灘水庫金龍山滑坡GMD模型及預(yù)測報研究2100433B