1.5 研究内容及课题设置
1.5.1 项目主要研究内容
通过对千将坪滑坡已经滑动的滑动区和影响区勘察试验研究,对千将坪滑坡滑动区的变形形迹、滑后参数、滑后形态、滑后水文地质结构进行分析,并与千将坪滑坡影响区对比分析,建立千将坪滑坡地质力学模型。采用工程地质分析、数值模拟、物理模拟相结合的方法研究千将坪滑坡失稳机制。通过世界主要特大顺层岩质水库滑坡的对比研究及统计分析,获得滑坡的空间预测模型及临滑预报判据。
在滑坡监测数据分析基础上,研究三峡库区其他顺层岩质滑坡如奉节藕塘滑坡、云阳凉水井滑坡及鸡扒子滑坡等滑坡的库水响应特征及其变形破坏机理,并对滑坡稳定性进行预测。
1.5.2 项目课题设置
(1)专题1:千将坪滑坡地质力学模型研究。
通过对千将坪滑坡滑动区与影响区的勘察试验及对比研究,查明千将坪滑坡的物质组成、结构及滑坡边界条件,分析滑坡影响因素及其影响机理,反演滑坡启动、滑动、解体的运动过程及运动参数,建立千将坪滑坡的地质模型和力学模型。
(2)专题2:千将坪滑坡滑带综合研究。
对滑坡区滑带和牵引区软弱带进行了测年分析,通过滑带和牵引区软弱带形成的时间顺序建立其生成关系。
对千将坪滑坡层间剪切错动泥化带进行软化试验、固结不排水试验、干湿循环试验、恒载试验、蠕变试验以及对滑坡区和影响区层间剪切错动泥化带现场直剪试验研究,揭示千将坪滑坡层间剪切错动泥化带在水库蓄水及大气降雨条件下的变形破坏机理。
(3)专题3:降雨及库水耦合作用下千将坪滑坡饱和—非饱和、非稳定渗流场研究。
将千将坪滑坡体进行材料分区,研究千将坪滑坡岩土体的渗透特性,得到千将坪滑坡体的土水特征曲线和渗透性函数。采用数值方法计算降雨和库水单独作用以及耦合作用时千将坪滑坡体的地下水渗流场。
(4)专题4:千将坪滑坡失稳机制的数值模拟研究。
在所建立的千将坪滑坡地质模型、渗流力学模型的基础上,采用二维有限元及三维有限元方法,计算千将坪滑坡在水库水位上升、降雨及二者联合作用条件下滑坡位移场和塑性区的分布,得出坡体在库水位上升、降雨及二者联合作用条件下位移场和塑性区分布的变化规律以及对坡体稳定性的影响,从而揭示千将坪滑坡的整体变形破坏特征。
采用三维极限平衡方法对千将坪滑坡在三峡水库135m蓄水并遭遇降雨过程的稳定性进行计算,确定影响滑坡发生的主要影响因素,对滑坡在不同条件下的稳定性进行评价。
采用DDA方法对千将坪滑坡的运动全过程进行数值模拟研究,模拟方案充分依据该滑坡的地质、地形特征,按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元的划分,模拟蓄水和强降雨条件下滑坡发生、发展的渐进破坏过程以及滑坡触发后的运动情况,再现千将坪滑坡的整个动态过程,揭示滑坡产生和发展的运动机制。
(5)专题5:千将坪滑坡失稳机制的物理模型试验研究。
通过以微震和百分表位移为主要试验量测手段的地质力学模型试验,对三峡库区千将坪滑坡进行滑坡机理和利用微地震监测预报预警岩质滑坡的可行性研究。探讨蓄水前的强降雨对滑坡稳定性的影响、水库蓄水产生的浮托力作用对滑坡的变形影响以及滑带被水浸泡弱化强度降低对滑坡的作用影响,通过滑坡微震事件再现滑坡变形破裂破坏过程,并揭示滑带破裂贯通的规律,从试验角度论证利用微地震监测预报预警岩质滑坡的可行性。
(6)专题6:特大顺层岩质水库滑坡空间预测模型及临滑预报判据研究。
在千将坪滑坡机理研究成果的基础上,通过与千将坪滑坡相似的国内外典型的特大顺层岩质水库滑坡的比较研究,进一步归纳研究特大顺层岩质水库滑坡的地形地质条件、诱发因素、变形特征的基本规律;建立特大顺层岩质水库滑坡空间预测模型;初步构建基于临滑变形破坏特征的特大顺层岩质水库滑坡临滑综合预报判据。
(7)专题7:三峡库区其他典型顺层岩质滑坡库水响应特征及变形破坏机理研究。
在滑坡监测数据分析基础上,研究三峡库区其他顺层岩质滑坡如奉节藕塘滑坡、云阳凉水井滑坡等滑坡的库水响应特征及其变形破坏机理,并对滑坡稳定性进行预测。