单位文秘网 2021-08-31 09:07:47 点击: 次
【摘 要】本文采用剩余推力法对三峡库区某滑坡进行不同水位工况下的稳定性分析,由分析结果发现:在天然状态下该斜坡处于稳定性状态,而在水库水位达到175m时处于不稳定状态,当坝前库水位由175m迅速降至145m加上汛期50年一遇暴雨的工况时,斜坡处于最不稳定状态。
【关键词】三峡库区、剩余推力法、滑坡、稳定性
1 引言
三峡库区一直是中国地质灾害多发区和重灾区之一,库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部,跨越鄂中山区峡谷及川东岭谷地带,北屏大巴山、南依川鄂高原。据历史记载,1030年和1542年,秭归新滩两次滑入长江,曾分别中断航运长达21年和82年[1]。
据不完全统计,自1982年以来,三峡库区发生滑坡、崩塌、泥石流多达70多次,其中规模较大的就有40余次[2]。三峡库区重庆境内具有一定规模、影响库岸稳定和移民城镇安全的地质灾害点就有1503处,总体积约34.7亿立方米。湖北境内发现各类崩滑体622处,总体积达13亿立方米,有近8万人的生命财产受到威胁[1]。因此研究三峡库区滑坡在库水位变化条件下的稳定性对保护三峡库区人民生命财产安全具有重要意义。
2 滑坡稳定性计算方法
本文中滑坡稳定性计算运用极限平衡法理论,把滑动土体中的土骨架作为研究对象,孔隙中的流体作为存在于土骨架中的连续介质,分析滑动土体中土骨架的力的平衡时要考虑流体与土骨架间的相互作用力,即浮力和渗透力[3]-[5](如图2),该方法简称"规范法"。采用"规范法"计算滑坡的剩余推力和稳定性系数以此判定斜坡的稳定性。
渗透压力的几何意义是:土条中饱浸水面积与水的重度及水力坡降的乘积,其方向与水流方向一致,与水平向的夹角为。
渗透压力的几何意义是:土条中饱浸水面积与水的重度及水力坡降的乘积,其方向与水流方向一致,与水平向的夹角为。
图3 水下滑块上的水压力
对图3当滑块在水下时,均不考虑水压力,条块的重量用浮容重即可。
式中:-水的容重(kN/m3); -岩土体的天然容重(kN/m3);-岩土体的浮容重(kN/m3);-第i计算条块单位宽度岩土体的水位线以上的体积(m3/m);-第i计算条块单位宽度岩土体的水位线以下的体积(m3/m);-第i条块水位线以上天然重量(kN/m);-第i条块水位线以下的浮重度(kN/m);-第i计算条块地面倾角(°),反倾时取负值;-第i计算条块地下水流线平均倾角,一般情况下取侵润线倾角与滑面倾角平均值(°),返倾时取负值;-第计算条块滑动面长度(m);-第计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa);-第计算条块滑带土的内摩擦角标准值。
3 工程实例
某滑坡位于三峡库区重庆市万州城区东北部长江北岸、长江一级支沟-万平桥河沟左岸,行政区划属天城移民开发区枇杷坪管辖,距长江入汇口0.20km,距万州主城区约10km,距枇杷坪约5km。
1滑坡空间形态
根据地质测绘及勘探资料综合分析,滑坡的平面形态在总体上为一歪斜的四边形。滑坡东西长450~470m,南北宽500~560m,主滑方向252°,面积23.0×104m2,滑体总体积约380×104m3, 属大型滑坡。滑坡体分为两级:
上滑体后缘宽缓并有两处转折,后缘高程为270-280m,后壁多呈陡壁形态,北段的陡壁高度大,高差达18.0~20.0m,以近水平产出的泥岩和砂岩组成,由于长期的人为改造,中段和南段南部的滑壁不高,仅仅有近几十年地面下沉变形形成的陡坎,陡坎高度一般为30~50cm,南段北部的陡坎较明显,高度达10m以上,陡坎出露近于水平状的砂岩和泥岩。滑坡剪出口高程在230m左右,由于耕作破坏,剪出口的特征不明显,零星出露基岩并有局部垮塌现象。
下滑体的后缘较为平直,弯曲的弧度不大,其高程为210~220m,滑坡后壁明显,陡坎高20~30m,常见基岩出露。滑坡前缘剪出口位于河床之下,河床中为块碎石堆积,块石的直径常达3~4m,沙卵石少见,滑坡前缘的地面高程为130~160m,洪水时前缘被河水淹没而受到河水的冲刷。
3滑体岩土物理力质学性
4计算滑坡推力
本节采用剩余推力法对该滑坡的下滑体1-1′剖面(如图4所示)的稳定性以下3种工况进行计算:
工况1:自重+地表荷载+水库坝前139m静水位;
工况2:自重+地表荷载+水库坝前175m静水位;
工况3:自重+地表荷载+水库坝前175m静水位降至145m+汛期50年一遇雨。(条块图见图5,岩土物理力学参数见表1)
4.3.3滑坡稳定性影响因素的敏感度分析
(1) 在控制其它变量的情况下,内聚力C与稳定性系数的关系
4结论
(1)本文以重庆市万州区某滑坡为例进行滑坡的稳定性计算,运用剩余推力法。通过计算指出,在天然状态下该斜坡处于稳定性状态,而在水库水位达到175m时处于不稳定状态,当坝前库水位由175m迅速降至145m加上汛期50年一遇暴雨的工况时,斜坡处于最不稳定状态。
(2)通过斜坡稳定性影响因素的敏感性分析,发现内聚力和摩擦角与稳定性系数呈线性关系,其中摩擦角对稳定性系数的影响尤为明显。
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