三峡库区刘家湾滑坡稳定性分析及防治方案研究

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长江三峡库区地处我国地形第二阶梯和第三阶梯过渡带,地跨川东平行岭谷低山丘陵区和川鄂低中山峡谷区,自然地质条件复杂,暴雨、洪水频繁,是我国地质灾害高易发区之一。奉节县是三峡库区内地质灾害多发地区之一,刘家湾滑坡为其中具代表性的一个,该滑坡对已建的移民迁建工程构成了严重威胁,制约了新县城区的移民开发建设,对社会造成了巨大的影响,对其进行综合治理已刻不容缓。本论文在详细调查研究滑坡形成的地质环境条件、滑坡特征的基础上,通过采用多种勘察手段,从综合地质分析入手,深入系统地分析了该滑坡的形成机制、诱发因素、失稳机理。由于滑坡稳定性分析受多种因素所影响,单一的方法常具有一定的局限性,因此本文尝试将工程地质类比法及有限差分法引入到滑坡稳定性分析中,以对滑坡稳定性的综合工程地质类比分析为基础,结合极限平衡法及有限差分法进一步对滑坡在不同工况下的稳定性及应力应变场分布特征进行了分析评价,计算了滑坡的推力,依此为据对滑坡防治方案进行了初步研究。通过本次研究,得到了如下结论:按滑坡边界、变形特征及成生关系的不同,刘家湾滑坡可分为刘家湾老滑坡及新滑坡两部分,其中刘家湾老滑坡体积约793×104m3,为一大型岩质滑坡,老滑坡整体无变形迹象。新滑坡规模达122×104m3,变形迹象较明显,滑坡近期变形以蠕滑为特征,表现为牵引式滑移失稳模式。刘家湾老滑坡形成的主要受地层岩性、地质构造、地形地貌、坡体结构及气象与水文条件等多因素的影响,其形成是这些因素共同作用的结果。而新滑坡的形成则与区内不合理的人类工程活动密切相关。刘家湾老滑坡具典型的“弯曲―拉裂型”变形破坏模式,滑坡发生之前岩体经历了弯曲、拉裂直至岩层折断、压碎的过程。新滑坡的形成主要由于在滑坡前缘大开挖及在坡体上不合理地堆填弃土改变了坡体形态和结构,破坏了其原有的自然平衡,加速了老滑坡体前缘的演变进程,在持续的暴雨的诱发下产生了刘家湾新滑坡,新老滑坡具有明显的继承性。滑坡稳定性及应力应变场有限差分法分析表明:滑坡在降雨作用下稳定性较差,其中老滑坡处于稳定状态,新滑坡则处于临界平衡状态;滑坡体浅表面局部存在着拉应力分布区,而剪应力则明显在坡脚地带集中;滑坡体位移集中在浅表层的中前部,位移方向平行坡面向下,发生破坏失稳的可能性极大。综合工程地质类比法分析表明,刘家湾老滑坡处于稳定状态,刘家湾老滑<WP=5>坡综合判别系数为1.52,其判别系数分级为稳定;新滑坡现处于极限平衡或蠕滑阶段。采用极限平衡法计算可知:老滑坡在天然状态下与雨季状态下,FS=1.16~1.28,滑坡处于稳定状态,在地震状态下,FS =0.99~1.0,滑坡处于不稳定状态或极限平衡状态;新滑坡在天然状态下,FS=1.05~1.11,滑坡处于暂时稳定状态,在雨季状态下,FS=0.89~0.96,滑坡处于不稳定状态;在地震状态下,FS =0.835~0.903,滑坡处于不稳定状态。当安全系数取1.25时,在雨季状态下,新滑坡剪出口的最大剩余下滑力为1887.5KN/m。结合稳定性分析、应力应变场分布特征及推力计算结果,通过多方案对比分析,确定了以保证新滑坡稳定为治理的重点,采用地表排水和堆填压脚相结合的综合治理方案。
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