文摘

现有的研究数据表明,水库蓄水后,由于水位反复升降和水岩相互作用,滑坡的力学参数降低,对滑坡的稳定性有负面影响。因此,必须充分关注,水库蓄水后边坡的稳定性。银行附近Hejia滑坡应该是最大的滑坡Miaojiaba水电站,及其稳定起着重要的作用在水电站的正常运行。通过现场调查和区域地质条件的分析,得出Hejia滑坡是一个大规模的滑坡,应该通过长期sliding-bending变形;这是来自外部的坚硬的岩石和厚层滑带土分层软岩;滑坡的形成机理如下:(1)高陡和软硬分层的斜率是斜率结构条件导致了大滑坡;(2)厚软岩带的存在为滑动表面的形成提供了物质条件;(3)某些空气条件提供位移空间分离和解体的滑动的身体,和滑坡目前是稳定的。数值分析结果表明,水库蓄水对滑坡的稳定性产生负面影响。为了确保电站的正常运行,必须采取一定的工程措施治疗Hejia滑坡应该。 After taking measures, years of monitoring data show that the deformation of Hejia landslide tends to be stable, and the current operation is normal, indicating that the engineering treatment measures are reasonable and feasible.

1。介绍

在过去的20年里,大多数水电站在中国一直在西部山区与严酷的自然条件和山谷,地质条件差,和破碎的岩体。在库区,不利地质滑坡等机构和推翻大众广泛分布。如果处理不当,就会产生负面影响水电站的建设和运营。河道淤积有山体滑坡水电站(1李家峡水电站],[2漫湾水电站),(3),和拉西瓦水电站4)完成后,操作。虽然这些山体滑坡不造成伤害的主要建筑,修理很贵。因此,在水电站建设,我们需要密切关注边坡安全。

全世界的先前的研究集中在水库水位的变化将如何影响滑坡。易et al。5]研究唐Gudong滑坡的形成机制。戴(6]研究了变形和大型滑坡的稳定性的丧失或者'tang三峡水库附近。元等。7)建立了一个多级填边坡模型采用PLAXIS有限元软件并进行了灵敏度分析和稳定性分析边坡在不同工作条件。郭(8Yu), (9),和魏10]研究了岩石边坡的变形与稳定水位波动之下。元等。11)提出了一种参数指标量化残积土的影响强化基于等效围压,可提供参考为挡土墙的安全运行和斜率。吴(12]研究了滑坡的变形在岷江上游。肖et al。13)进行了模型试验研究边坡变形在降雨和水库水位的变化。基于降雨入渗理论,元et al。14)建立多层次斜坡的表面渗透模型通过使用GeoStudio SEEP / W模块。降雨量的变化的影响条件VWC和工务计划被认为是。他等。15]分析了边坡的稳定性在水位的变化。杨et al。16]研究滑坡的渗流滞后积累与水库水位的波动。根据先前的研究,水库的蓄水可能威胁到边坡稳定,因为它会导致边坡的物理和化学反应,恶化岩石和土壤的物理和机械性能的身体,并破坏原始渗流场和应力场的斜率。控制洪水和发电、大型水电站必须经常改变水库的水位在操作,这大大影响边坡稳定。

本文研究了滑坡的形成机制在中国西南部的一个水电站库区。由实地调查的结果和分析区域地质、它进行滑坡稳定性的数值分析为工程设计提供依据。

2。滑坡的概述

2.1。滑坡的地形

水电站位于中国西部的峡谷地区,山体滑坡,变形的身体极其发展的地方。最大的滑坡位于左岸,大约600大坝的上游网站。它可以归类为一个超级大滑坡的纵向长度是80∼900及其水平宽度是360∼400米。钻石形的滑坡面积0.34公里²,平均厚度超过57 m和2350×10的体积⁴米³。斜率是温柔的上部和下部的陡峭,24∼30°的角度上,34°在中间,和41°低。有两个沟壑的滑动质量没有穿过它。他们在550∼600米长,20∼40米深,底部2∼6米宽。前缘,海拔800∼810,是90∼100米水位;后缘,海拔1450米,有一个明显的200米高的三角墙破裂,如图1。

2.2。滑坡的结构特征

2.2.1。滑坡的岩性和结构

Hejia滑坡发展应该在Changchengian碧口群变质岩夹层之间的凝灰岩和石板。实地调查表明,滑坡后缘和下游地区包括粘板岩;上游边界是由变质凝灰岩和滑坡前缘包括thick-layered变质凝灰岩(图2)。图2表明上滑动床和其下面的岩体由粘板岩、滑坡由凝灰岩的下表面,较低的滑动床是由粘板岩。

2.2.2。滑坡表面的成分

根据实地调查,滑坡表面的构成如下:(1)后缘和表层由黄土。(2)后缘的部分由解体石板砾石和岩石。下游滑动质量包含石板砾石和岩石板和薄板的形状。(3)上游边界由巨大的凝灰岩的岩石。(4)前沿的岩层扭转主要包含小石板砾石以及泥石板或石板的床单。他们卷起形成的石板在滑移区附近。(5)滑动质量分区特征,可分为上游下游分区(分区II)和分区(分区)。分区地图Hejia滑坡应该如图3。板岩组成的砾石,分区我比第二分区2∼3倍,主要包含凝灰岩和部分解体石板。

2.2.3。内部结构的滑动质量

图4的典型地质剖面Hejia滑坡应该。滑动质量可以分为6个区基于成分的差异。(我)黄土区域表面的滑移带的缓坡主要分布在海拔高于1200米的后缘。(2)砾石、岩石和分层岩石地带的浅表面滑动质量。该区域主要分布在浅表面滑动质量低于海拔1200米。它由砾石和岩石形成的滑坡。欧元区的中间部分滑动质量是最丑陋的。虽然专利岩,变质凝灰岩、砂质粘板岩分解为砾石和岩石,主要岩石的序列结构仍可见(图5)。区在前面部分的滑动质量主要由严重腐烂的主要岩石,狭窄得多直径0.3∼1 m和更细粒度的材料可以(图中找到6)。分区的横向沟壑,二减少深处滑动质量。甚至一些沟壑切割质量下滑。材料暴露在沟银行分层变质凝灰岩和砂泥岩。它们的大小取决于母岩的单层的厚度。这些岩石踩着高跷积累和支持。与基岩的发生相比,分层岩石分区二世已经改变了。变化是由滑坡运动造成的。滑坡发生时,岩石的层理面和结构面滑动质量不协调位移,所以他们彼此分居或挤压。因此,分区分层岩石II的发生改变(图7)。(3)剩余的区域分层岩石和大岩石分布在中间和浅的部分质量下滑。该区域由变质凝灰岩砾石和岩石。透露的修筑PD1 PD3,水平带的厚度是60∼65米。母岩是灰绿色中厚变质凝灰岩。剩余的直径分层岩石和大石块的区域变化很大从20∼30厘米超过3米。大多数岩石是约1米。区有一个松散的结构没有细粒度材料填充进去。(iv)中间和深度的部分滑坡质量仍保留分层结构。该区域约40∼45米厚的单层残余岩石30∼40厘米厚。的倾斜方向该区域是200°∼225°,接近的基石。然而,岩层倾角的改变了40°∼71°,这是一个巨大的变化。虽然分层残余的母岩相对完整,欧元区仍然包含位移的特点,沿层理面错位,骨折,分离和结构面。⑤粘板岩的高度褶皱带:前5∼10 m区主要由角砾岩和岩石尘土。也有一些分散的砾石和岩石和一些红色泥质材料。下部是一个强烈的地层砂和泥质板岩组成的。它开发了不对称的平卧褶皱,当地的破裂。地层紧密压缩没有骨折或开销和内部的轴面下降斜率。⑥滑移区:该区域大约是6∼9米厚,由灰白色岩石尘土和黄色暗棕泥质材料。它还包含角砾岩,紧凑,湿,和桑迪,粒子直径0.3∼1厘米。滑动面是远离平硐PD1和162 133平硐PD3。滑动床由细粒度的凝灰质板岩。单一岩层2∼3厘米厚、岩石结构相对完整,出现191∼202∠43∼52°,一样的滑动面。

的不同部分滑移区显示勘探修筑有很好的对应出现,位置、厚度、和组成属性。因此,可以得出结论,滑动区主要有一个统一的单一岩层组成的滑动面(层间的和压缩)。此外,正如三修筑在不同海拔的分支部分显示几乎相同的特点主要滑动质量,和五个区不同的材料,从表面到中心,具有良好的通信方面的扩展,方向,厚度,和国家,多级内滑动大众现有的可能性主要滑动质量可以排除。

2.3。滑坡的变形特征

2.3.1。后缘的变形特征

有一个20°缓坡的后缘Hejia滑坡应该。宽阔的斜坡被10∼20 m厚黄土覆盖。根据实地调查,这个坡没有状地形,后缘表明历史上从未被极大地变形。这是证实了郁郁葱葱的植被和高大的树木。滑动的质量有一个长度超过800米。由残余滑动的分层结构控制质量,表面的斜率基本一致的残留层表面。实地调查表明,斜率相对直没有大步骤。

2.3.2。滑动的变形特征

滑动的质量有一个长度超过800米。由残余滑动的分层结构控制质量,表面的斜率基本一致的残留层表面。如果有一个大变形、梯状地形会出现。实地调查表明,连续滑动质量相对没有大步骤。

2.3.3。滑动区附近的变形特征

探索,修筑Hejia滑坡应该是在1990年首次出土。2009年的实地调查表明,主要的修筑保留原来的形状没有任何支持(17]。这表明滑动区附近的滑动板岩组成的质量有很好的完整性和密性。

3所示。分析了滑坡的形成

3.1。硬、软、高和陡峭的分层边坡结构的制备条件提供质量下滑

的滑动质量Hejia滑坡应该结束了800年的长度。支持这么长滑动质量,岩体必须有厚层和较高的力学参数。变形的霸王山位于5公里远离雅砻江二滩大坝的上游。900多米高的斜坡由中厚石灰石和粘土层间的岩石。许多专家和工程师认为它属于sliding-bending(屈曲)变形故障。岩层厚度和模量高,它的“板”的大斜坡,导致伟大的高度和深度弯曲(弯曲)的斜率。

霸王山坡的外观由thick-layered石灰岩和其内部与粘土层间的岩石。霸王山坡的结构和性能类似于Hejia滑坡应该,thick-layered硬外凝灰岩和极薄的粘板岩。此外,霸王山一样高的斜率Hejia滑坡应该。因此,thick-layered凝灰岩外的斜率Hejia滑坡提供了主要结构条件应该支持滑动质量。

3.2。Thick-Layered软岩区为滑动表面的形成提供了物质条件

外部Hejia滑坡应该是由厚而硬凝灰岩和110∼120米区域内滑动质量由极薄层粘板岩和许多弱按红。薄层和弱按构成摘要素层理面内的斜坡。表面容易大剪切变形(塑性变形)沿弱区边坡应力下。长期剪切蠕变会导致大塑性变形的斜率和引发山体滑坡。

3.3。临界条件提供了位移空间分离和解体的滑动质量

有一个大沟下游的Hejia滑坡应该还有其他几个沟壑大致平行。他们沿着粘板岩开发或在层状岩体层间的压缩区。图8表明,这些大沟壑担任的下游边界Hejia滑坡,应该形成条件的下游部分横向分离斜率。上游滑坡的边界是由主要的变质凝灰岩、小沟壑,从而有足够的临界条件。此外,从下游边界,山脊沿着倾斜岩层的方向伸展。脊上可能会阻止下滑和大沟壑右下方的滑坡(下游边界)条件提供一个细微的变化方向的滑坡位移滑动时阻塞。

4所示。土滑坡的滑带土的性质

4.1。滑带土的物理指标

滑带土被暴露在几个勘探修筑Hejia滑坡应该的。原状样品收集在多个点上,和他们的物理指标是测量现场和室内,分别。结果如表所示1。

滑带土的粒度分析测试。结果表明,碎片和砾石含量(≥0.075毫米)是60.8%,和粘土和淤泥的内容(< 0.005毫米)为39.2%。结果如表所示2。

4.2。拟合土壤测试重视外表Hejia滑坡应该滑带土的属性

在这项研究中,几组重力进行合适的压实试验。过程方法是使滑带土成near-liquid样本,然后执行stress-compaction测试。获得的孔隙比在不同压力测试表所示3。

压力和孔隙比之间的关联公式得到的表如下:

通过使用元素的方法,公式(1)的法向应力由自重引起的滑动体的滑动面可以计算。获得的法向应力在不同部分的滑动面图所示9。结果表明,滑带土的正应力Hejia滑坡应该相对较小的上部,逐步增加中间部分,和最大正应力的下部可以达到3.4 - -3.6 MPa的自重的作用下上覆滑动的身体。

压力隙率关系建立的正常压力和重力压实测试可以帮助我们理解的不同区域的孔隙比滑动面,然后对应的含水量可以使用饱和度之间的关系,计算了孔隙比,比重值。

4.3。室内滑动土强度试验

剪切测试进行了滑带土的土壤样品与不同密度、含水量、孔隙比在实验室建立孔隙比之间的关系,水含量,摩擦系数和滑动带土的凝聚力。计算结果如表所示4。

根据多个组的分析测试结果,滑带土的土壤Hejia滑坡应该由更多的粗颗粒,碎片占60.8%,颗粒大小主要是2 - 20毫米,粘土含量只占17.3%。因此,含水量的变化不影响摩擦系数F值。实验结果表明,该f价值变化从0.54到0.63的过程中水分含量从8.4%增加到17.5%,而且大部分的f值的范围从0.58到0.60。凝聚力c值随含水量的增加而减小。含水量之间的相关分析和凝聚力,凝聚力之间的关系曲线C和W含水量。相关的公式如下:

根据节4.2本文,首先计算含水量,然后凝聚力C可以根据公式计算(2)。计算结果如表所示5。

4.4。滑带土强度试验和结果分析指标的土壤

重塑合并快速剪切测试五组进行了滑带土的土壤样本,测试结果如表所示6。与f= 0.606,c= 118 kPa和f= 0.485,c= 36个kPa水下(f摩擦系数和c凝聚力)。

5。决心和滑坡物理参数的稳定性分析

5.1。滑坡的计算参数

滑坡的计算参数如表所示7。

5.2。滑坡的计算条件

四个计算条件被认为是压倒性的计算如表所示8。

5.3。滑坡的整体稳定性计算结果

每一个计算条件下滑坡的稳定性进行了分析与GeoStudio边坡稳定分析软件。软件的内置SEEP / W模块可以自动导入渗流稳定分析计算结果。表9显示了不同工况下的滑坡稳定性的结果。计算条件1的安全系数为1.337,表明滑坡处于稳定状态,与实地调查的结果相同。斜率是饱和后因为水库的蓄水,其力学参数降低,所以计算的安全系数条件2下降到1.231,这是符合当前的一般规律。在正常水位+地震,安全系数下降到1.086。在坡脚破裂后水库的蓄水后,安全系数降低,但仍高于1.0的稳定状态。

5.4。滑坡的稳定性评价

根据研究的部分3和本节的整体稳定计算结果,Hejia滑坡应该是超级大规模buckling-type滑坡造成的长期滑动和弯曲变形medium-steep和层状岩体thick-layered硬外凝灰岩和滑带土的分层软岩,这是一个不完全瓦解了压倒性的胜利。天然水位下,正常水位800米,和正常水位800米(倒闭银行30米宽),它是在一个稳定的状态。然而,在静水和水库的前缘斜坡崩溃,这是基本稳定在地震条件下,较低的安全储备。

6。工程处理措施

6.1。水位波动区域的保护

水位保护的原理图如图10。以确保稳定的Hejia滑坡和防止不稳定应该银行倒闭后,采取了以下措施对水位波动面积:(1)一系列保护海拔:EL790 ~ EL810。(2)斜率和人行道EL790∼EL810倒了混凝土厚度80∼30厘米和等级的甜。然后用加强网格表面是直径18毫米和25厘米的间距。(3)砾石土边坡内EL790∼EL810是与锚棒28毫米直径,2米间距,4.5米的长度,和50厘米的杆被曝光;的碎片斜率与土钉安装48毫米直径和长度18米,和50厘米被曝光。(4)斜率是与PVC排水管直径50毫米的间距2 m,延伸到斜率和与土工布包裹。(5)除了混凝土和土钉申请砾石土壤表面肤浅的部分,一排1000 KN无粘结预应力群锚,长度为30∼40米,6米的间距,并进入岩石的深度不小于5米,是EL795 EL800确保总体稳定。

6.2。保护的波动区域水位低于EL790 m

波动区域用水水平低于EL790米有问题如下:在低着头操作的水库,斜率被海浪冲刷。水位上升后,斜率浸泡在水里很长时间了。一旦变得饱和,银行可能会崩溃。这可能影响稳定的保护区。因此,必须治疗。

根据地质信息和相关文献,水下休止角的坡塌积的存款是28∼32°。水下休止角对于大多数边坡塌积存款的下部保护区大于29日∼33°,平均31°。水库蓄水时,下部可能崩溃,形成一个新的斜坡,这将影响上游保护区的稳定性。为了防止这样的情况发生,这是打算建立一个石笼挡墙河的第一平台。改造后,斜坡的角度将30°。因为它是接近水下休止角,可以确保边坡的稳定性。

6.3。滑坡监测

除了必要的工程防护和治疗相关的原型监测措施,确保Hejia滑坡应该的稳定性。详细计划如下:(1)三个监测纵向部分设置,每个四分监控表面变形。八个工作建立滑坡区域外的点监控水平位移与准直的线方法。(2)铟测量线路铺设在探索修筑相对水平监测。流体静力水准点设置在平硐线测量垂直位移。最深处渗透到稳定岩体底部的压倒性的胜利。(3)在现有勘探钻孔测斜仪管道被埋深滑动变形监测的质量。

7所示。结论

本文通过实地调查和试验研究,分析了结构特点的Hejia滑坡应该及其形成机理;此外,它提出了工程措施来提高边坡的稳定性作为水库的水位波动。结论如下:(1)Hejia滑坡应该位于库区的水电站。它的体积是2350×10一样大⁴米³;作为一个超级大型滑坡,它是由长期的滑动和弯曲变形。外部层斜率由高、陡峭的,分层的硬摇滚和滑动区由分层软岩。(2)滑坡的形成机理如下:①硬,柔软,高,陡峭和分层边坡滑动的形成提供了结构性条件质量;②thick-layered软弱岩带的形成提供了物质条件滑动面;③自由面条件提供了位移空间分离和解体的滑动质量。(3)当油藏静水,坡脚浸在水下,这可能会降低安全系数,尽管因素仍然符合要求。(4)油藏静水时,边坡的整体稳定性可以保证但坡脚可能会崩溃,所以相关的工程,应采取措施。(5)根据操作过去多年的监测数据,滑坡以来一直稳定的工程措施。这证明工程处理是合理的。

数据可用性

所有的数据、模型和代码生成或使用在研究出现在提交文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这个项目是由中国国家自然科学基金(批准号。U1965107和51979218)和陕西省自然科学基金(批准号2018 jm5118)。