靠椅状顺层岩质水库滑坡机理及稳定性预测评价

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本文以三峡库区奉节藕塘滑坡为例,研究靠椅状顺层岩质水库滑坡地质构造背景、滑带成因、影响因素、变形破坏机理及稳定性预测评价,为研究靠椅状顺层岩质水库滑坡机理及稳定性预测评价进行研究方法和思路的探索。首先从地质分析的角度阐明其滑坡形成历史及建立其地质结构模型,结合监测变形资料对该滑坡的变形特征及破坏模式进行了工程地质和数值模拟两方面的分析,并阐明其变形机理及主要影响因素,获得了以下一些结论和成果:(1)三峡库区顺层岩质滑坡主要集中分布在秭归卡子湾至巴东西壤坡、巫山唤香坪至奉节花莲树、百唤坪至云阳狮子碑一带等干流河段;而在万州、忠县及重庆主城区巴南区也有分布,但分布较少。支流库区滑坡主要集中分布在香溪河、青干河、大溪河及梅溪河,特别是大溪河和梅溪河段顺层岩质滑坡尤为发育。(2)三峡库区顺层岩质滑坡变形大多受库水位及降雨的联合作用,变形启动或变形显著时段多出现在初次135m、156m、172m水位蓄水后的雨季时段,主要受库水对滑带的浸泡软化和强降雨对滑坡产生的动水压力两者的联合作用;少数滑坡变形显著时段出现在库水位骤升及高水位运行时期(特别是2008年11月~2009年1月),主要受高水位对滑坡的浮托作用及对滑带的浸泡软化作用;极少数滑坡变形均出现在每年雨季,主要受降雨暴雨作用而库水位变动对其影响不大。(3)三峡库区岸坡形态结构的分布规律主要受区域地质构造及地层岩性的影响,地层岩性对其起到了重要的控制作用。整体来看,当坡高在150~300m、坡度在15°~25°时各种地层岩性的滑坡均很发育,特别是三叠系巴东组泥灰岩、泥岩、粉砂岩互层和侏罗系沙溪庙组砂泥岩层的层状碎屑岩中。顺层岩质滑坡在三叠系巴东组地层中均最为发育,该地层主要集中在秭归一奉节段之间;其次发育在侏罗系沙溪庙组地层中,主要集中在奉节以西库岸段,多为砂、泥岩互层。(4)藕塘浅层滑坡在东部较严重变形区、西部较严重变形区、集镇至庙包区、集镇至鹅颈项区、鹅颈项以上滑坡区均已发生蠕滑,而前期治理区的浅层滑体由于抗滑桩的作用还未发生蠕滑变形。另外,西部较严重变形区、集镇至庙包区以及集镇至鹅颈项区局部受到抗滑桩的作用,各区抗滑桩附近的浅层滑体变形相对较为缓慢,而远离抗滑桩部位的滑体变形较快。从变形成因上来看,藕塘浅层滑体的变形主要受175m高水位运行(特别是首次172m试验性蓄水和首次175m正式蓄水)及降雨(特别是暴雨)影响比较大。(5)藕塘滑坡东部深层滑体已经发生蠕变且变形最为严重,变形主要受降雨影响较大(特别是暴雨);西部深层滑体可能正在沿M25(孔深76m)和M27(孔深61m)连成的潜在滑面发生蠕变,其变形主要受库水位变动(特别是高水位运行后库水位下降)和降雨影响较大;位于藕塘滑坡中部的深层滑体,由于位于集镇附近的M29还没发生错位,说明平湖路以下的深层滑体并未发生明显变形,现阶段可能处于高度的应力集中状态,前缘反翘正发挥着巨大的抗滑作用,而平湖路以上的深层滑体已经发生蠕滑,其变形也主要受库水位变动(特别是高水位运行后库水位下降)和降雨影响较大。(6)藕塘滑坡现状为整体处于潜在不稳定状态,前期抗滑桩对部分浅层滑体变形起到了一定的约束作用。预测藕塘滑坡深层、浅层滑体在库水位骤升骤降叠加暴雨作用下变形会更加剧烈。整体来看,藕塘滑坡深层滑体由于深层滑带在前缘反翘的阻滑作用并不会发生大型的顺层滑移破坏;藕塘滑坡东部浅层滑体在库水位骤降叠加暴雨作用下可能会发生滑移破坏,而中部、西部浅层滑体由于受前期抗滑桩的阻滑作用不会发生整体滑移破坏,但不排除局部可能会发生滑移破坏。
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