库水升降作用下白鹤滩库区小江特大桥碎石土岸坡稳定性研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yidatian2009
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
近年来,我国西南地区在建或已建成的大型水库越来越多,这些水利工程的建设与运营势必会改变原有的地质环境,带来一系列地质问题,水库滑坡就是其中的典型类型,如三峡水库的千将坪滑坡、木鱼包滑坡等。水库建成蓄水后,库水位周期性变动引起的岸坡渗流场改变和岩土体性质劣化是导致库岸边坡失稳的最主要原因,研究库水变动条件下库岸边坡的渗流场变化规律及其对岸坡稳定性的影响,探究其致灾机理,对水电工程的正常运营和灾害防治具有重要的现实意义。本文以在建的白鹤滩水电站为地质背景,选取其库区内小江特大桥碎石土岸坡作为研究对象,通过资料收集、现场踏勘、室内外试验,深入分析了岸坡结构特征,然后设计物理模型试验,探究岸坡在库水作用下的变形破坏过程、特征及演化机制,再采用数值模拟的方法,分析岸坡渗流场与库水升降之间的关系,最后将渗流场耦合到稳定性计算中,得到岸坡稳定性随库水升降的变化规律。通过研究得到如下成果:(1)研究区斜坡堆积体由未变形区(Ⅰ区)和已变形区(Ⅱ区)两部分组成,覆盖层为含碎石角砾土,整体级配良好,平均渗透系数为4.84×10-2cm/s,为中-强透水介质,下伏基岩为砂岩、页岩。Ⅰ区无明显变形破坏迹象,整体性较好,现状基本稳定;Ⅱ区为一老滑坡,在降雨、开挖坡脚等因素影响下,中前部有明显的变形破坏迹象,整体性较差,现状欠稳定。(2)物理模拟试验结果表明,小江特大桥岸坡模型表现出牵引式破坏特征,是典型的动水压力型浅层滑坡。在初次蓄水阶段,岸坡变形破坏表现为裂缝、局部垮塌等,无滑动破坏趋势;在首次降水阶段,岸坡先发生坡表溜滑,然后发生整体塌滑破坏,变形特征为中前部以水平向位移为主,后缘以竖向位移为主。第二次升降过程,岸坡无整体变形破坏,仅在下降阶段,坡脚附近有小规模塌滑,第二次水位升降过程岸坡整体稳定性比首次升降好。分析认为,在库水位上升阶段,受静水反压作用和渗流作用影响,坡体前部土压力有所增加,增加岸坡稳定性;在库水下降阶段,静水反压消散,渗流压力指向坡外,产生渗流侵蚀效应,坡体土压力急剧下降,岸坡稳定性快速降低,导致失稳。将岸坡的变形破坏演化模式总结为四个阶段:(a)前缘裂缝、软化沉降,(b)后缘裂缝扩展,(c)坡表溜滑,(d)坡体整体滑动。(3)采用Geo-Studio软件—SEEP/W模块模拟岸坡渗流场随库水位的变化结果显示,坡体内浸润线变化始终滞后于库水位的变化,在库水上升阶段,坡体浸润线呈“内凹”状,浸润线低于库水位;在库水下降阶段,坡体浸润线呈“外凸”状,浸润线高于库水位,坡体内部渗流场始终处于不断调整状态。(4)库水升降条件下岸坡稳定系数数值计算结果显示,现今条件下小江斜坡处于稳定状态,开始蓄水后,岸坡稳定性先下降再增加,水位稳定后,稳定性又有所降低,岸坡稳定性在水位上升阶段降幅为14.7%,整个过程岸坡整体稳定性较好,岸坡局部稳定性低,处于欠稳定~基本稳定状态;水位下降阶段,坡体稳定性随着水位下降而降低,在最低水位降至最低,并发生滑动破坏,整个下降过程稳定性系数降幅为22.2%。这与物理模拟试验的结果十分吻合。(5)在库水位上升阶段,坡体稳定性呈“降低-增加-稳定”型,在库水位下降阶段,岸坡稳定性呈“降低”型,稳定性变化总体表现为水位上升有利于岸坡稳定性,而水位下降不利于对岸坡稳定性。原因是库水位快速上升过程,库水入渗坡体产生渗流作用,渗流力及自身饱和自重的共同作用下,坡体的稳定性系数呈增加趋势;在水位下降阶段,土体因浸泡软化,强度已经降低,而坡内水位变化滞后于库水变化,形成指向坡外的渗流力,增加了坡体的下滑力,故坡体的稳定性系数减小。
其他文献
近年来,移动机器人不断被应用于野外探测、救援物资运输、无人战车等领域,针对室外移动机器人的相关研究工作受到了众多研究人员的关注。其中,移动机器人在运动过程中的视觉感知技术是最为关注的研究热点,利用计算机视觉技术使得移动机器人能准确识别感知周围环境是研究过程中的一大挑战。移动机器人准确识别感知周围环境的地形是实现移动机器人自主导航的基础,而在室外非结构化环境中,地形特征往往呈现没有明显的边界、地面崎
学位
传统课堂中由于教师教学方法陈旧,教学工具单一导致学生课堂参与度低,学习兴趣不够,自主学习积极性较差。而随着教育信息化的快速发展,互联网和基础教育的融合也受到了广泛的关注。人工智能等先进技术深刻地影响着教育方式的变革,传统教学方式的弊端也在同步优化和解决,在这样的背景下智慧课堂应运而生。智慧课堂利用先进的技术和设备在传统教学方式的基础上进行创新和改进,对于学生的学习和教师的授课都产生了积极的作用,但
学位
随着中国农村绝对贫困的消除,巩固拓展脱贫攻坚成果成为中国“三农”工作的重中之重。自2020年3月,习总书记在决胜脱贫攻坚座谈会上强调“要多措并举巩固成果”起,一系列与之相关的政策文件在各种层面上指出防止出现规模性返贫的举措。在集中力量脱贫攻坚转向全面推进乡村振兴的过渡时期,习总书记强调要适应形势变化,深化东西部协作和定点帮扶工作。东西部扶贫协作,作为中国反贫困政策的重要组成部分,历经26年实践,已
学位
土地作为农业生产的基本要素,与其相关的土地制度自然是我国农村基本经营制度的核心。改革开放以来,我国率先开展农村土地使用制度改革,推行了以家庭联产承包经营为主体、统分结合的双层经营制度。这一改革初期,农村的社会经济形势发生了翻天覆地的变化,取得的成就有目共睹,充分展现了合理的制度变迁对经济发展的巨大推动作用。然而,随着工业化、城镇化进程的加快,尤其是现代农业的不断发展,土地家庭承包经营制度的固有缺陷
学位
我国是农产品生产和消费大国,农产品质量不仅直接关乎着百姓的生命健康,同时对经济社会的发展和稳定具有重要意义。党的十九大报告、2017-2021连续五年的中央1号文件均对保障我国农产品质量提出了新的要求,从农产品生产环节控制农产品质量成为解决“三农”问题的一个重要导向。家庭农场这一新型农业经营主体的大力发展以其独特的家庭经营、适度规模、企业化管理等优势为我国农产品质量安全提供了思路,也是实现农业现代
学位
近年来,我国人口老龄化程度加深,农村养老问题日益凸显。伴随农村家庭成员分离化、迁移流动化,农村纯老年户占比上升,农村老年人空巢现象加深。我国传统农村家庭养老依赖于以家庭为单位的生产方式,通过土地资源保障家庭的生活需要。但是,农村土地资源生产方式面临着自然与市场风险大、回报周期长、地权不稳定的问题,导致农户依靠土地获得的收入较低。工业化进程的加快导致农村劳动力陆续涌向城市以寻求就业机会和发展前景,引
学位
黄土高原严重的土壤侵蚀致使其地表沟壑纵横、支离破碎,有效利用的土地资源有限,远不能满足当地社会经济发展。为缓解用地资源紧缺问题,近年来在黄土高原地区开展了治沟造地工程。顾屯流域是陕北地区治沟造地工程示范区,流域内实施“山上退耕还林保生态,山下治沟造地惠民生”的综合治理政策,改善区域生态环境并扩展耕地资源,但也引发工程灾变和相关社会问题。因此,研究治沟造地工程的综合效应与工程灾变防控和工后区域协调发
学位
教育公平是社会持续健康发展的关键。为了更好地了解同胞结构特征中同胞数量、同胞性别结构对个体高等教育机会获得的影响,以及其影响是否具有城乡和地区异质性,研究使用2018年中国家庭追踪调查数据(CFPS2018),收集整理个体的高等教育获得情况、同胞数量、同胞性别结构、父母最高学历以及其他个人基本情况,结合城乡二元结构以及东、中、西部地区差异,选择stata14.0软件使用二元Logit模型展开实证研
学位
瀑布沟水库修建完成蓄水后,岸坡水文地质环境发生显著变化,在库水的长期作用下,已发生多处碎石土塌岸。碎石土作为一种不均匀特殊性土,其构成的岸坡塌岸的变形破坏机制也具有特殊性,现有的水库塌岸破坏机制是否适用于碎石土岸坡还有待研究。本文以瀑布沟水库为例,研究不同级配的碎石土塌岸模式及破坏机理。在野外踏勘调查、资料分析与室内物理力学试验的基础上,选取区内最典型碎石土岸坡建立了相关地质模型,选取颗粒级配分布
学位
随着经济的发展,我国对能源的需求日益加剧,煤炭等能源资源大规模开采,煤炭的开采过程中原煤的15%为煤矸石。目前,我国煤矸石总量已超过60亿吨,并以每年近2亿吨的速度增加,大量的煤矸石因含碳量低而鲜被利用,常露天堆放,堆积煤矸石渣山植被生长受限,对生态环境产生巨大的不良影响,如何快速、有效的解决煤矸石渣山堆积所带来的生态破坏成为亟待解决的问题。研究区位于西部某煤矿矿区,此矿区已经实施了客土喷播和直接
学位