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我国是一个地质灾害多发的国家,据统计,我国每年因滑坡灾害造成的经济损失近100亿元,死亡人数近千人。滑坡灾害常常给工程建设带来危害,给人民生命财产造成严重损失。巴东黄土坡滑坡是三峡库区重大滑坡之一,规模大,而且形成与变形地质过程机制复杂。是与三峡库区构造强烈隆升、河流急剧下切、斜坡重力卸荷等各种作用相伴生的地质过程的结果;其中的1号崩滑堆积体在回水条件下深层蠕动变形较明显,受到多方面的关注。分析1号崩滑体的变形特征及预测其变形趋势具有非常重要的意义。
基于以上考虑,本文在总结归纳前人研究成果的基础上,结合目前滑坡预测研究中存在的一些难点问题,以三峡库区黄土坡滑坡区的临江1号崩滑堆积体为地质模型,通过对崩滑体工程地质条件、地质构造和监测资料的分析来研究其变形特征,然后运用灰色理论、神经网络、指数平滑法等基本预测方法组成的优选组合预测模型对崩滑体的变形进行预测,并通过数值模拟的方法对崩滑体进行变形分析,与变形监测结果相互验证,使预测系统更加完善,为崩滑体灾害的预测预报提供理论和方法依据。具体的研究内容可以分为以下几个部分:
1.建立崩滑体地质模型,并进行崩滑体的数值模拟。根据收集的资料及获取的实验数据,采用软件建立崩滑体地质模型,对崩滑体的变形状况及位移、应力的分布进行分析。
2.建立崩滑体预测模型,运用灰色理论、神经网络、指数平滑法等预测方法组成的优选组合预测模型对崩滑体的变形进行预测,并通过数值模拟的方法对崩滑体进行变形分析,与变形监测结果相互验证,使预测系统更加完善,为崩滑体灾害的预测预报提供理论和方法依据。
最后分析得出如下结论:
1.临江1号崩滑堆积体属于黄土坡组团,位于长江三峡中段西陵峡与巫峡之间的过渡地带,地貌成因类型属构造侵蚀中低山峡谷区;物质组成以块石土为主,次为碎石夹(含)粘性土,碎石土呈透镜体状分布;本区附近有断裂、褶皱等发育;该区具有雨量充沛,四季分明,冬冷夏热等特点并有较强水库诱发地震的可能。
2.临江1号崩滑堆积体是岩体在多种地质营力共同作用下产生崩滑,经过以后长期的地质变形演化及人工改造,形成了现今陡缓相间、零星分布、多级缓坡平台的阶梯状岸坡地貌景观。由于受原始地形控制,临江崩滑体显示出多层叠置堆积,风化状态不一,且分布有多个贯通性较差的软弱面的多期次崩滑堆积的性状特征。
3.对临江1号崩滑堆积体的变形监测资料进行整理分析得出:临江1号崩滑体地表与深部变形均较明显,同时在平面上有较明显的分区性,即前缘地带变形速率最大,中部变形速率次之,后部及侧缘变形速率较小;总体上地表变形速率大于深部位移;但两者变形与时间的对应关系基本一致。本区内的深部位移以顺主滑带变形为主,但也有部分测斜孔显示,顺次级滑带亦有显著变形。结合地表变形裂缝调查综合判断,临江1号崩滑体有整体变形迹象。
4.通过数值模拟对崩滑体的变形分析可知在蓄水条件下水下坡体会发生变形破坏,崩滑体前缘的变形明显大于崩滑体中部。这一特征与监测结果得出的结论是一致的,说明数值模拟虽然不能真实反映崩滑体的变形情况,但是表现出的变形规律是可信的。
5.根据滑坡区地表变形的强烈程度、地表和地下变形监测资料的变形分析,结合边坡变形的历史演化机制和崩滑体数值模拟变形分析综合评判分析得知临江1号崩滑堆积体是黄土坡滑坡区变性相对强烈的地区,深部位移明显,整体已处于蠕滑变形状态。
6.崩滑体受多种因素控制,自身变形的复杂性及当前预测预报模型的局限性决定了利用单一的预测预报模型准确地进行崩滑体的变形趋势预测是不充分的,因此对崩滑体位移进行多模型预测并建立预测结果的综合评判方法,选取最优预测模型是提高崩滑体预测水平的重要方法。本文选用指数平滑法、趋势外推法、回归分析、灰色理论和神经网络的方法分别对崩滑体的变形进行了预测,然后对每种方法进行了综合评分,选取综合得分较高的几种方法组成优选组合模型计算出崩滑体的变形量,从误差分析表中可以看出,与单独的模型预测结果相比,组合预测模型的结果更加精确,更能令人满意,误差较小。由此可见组合预测模型的可行性和实用性。从而为崩滑体变形的趋势预测提供了一种比较有意义的思路。
综上所述,临江1号崩滑堆积体现今具有整体变形的迹象,对其变形位移进行监测及预测具有十分重要的意义,而利用多模型的优选组合预测模型可以弥补单一模型预测的不足,使预测结果更加精确,更加具有现实意义。