三峽庫(kù)區(qū)反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡失穩(wěn)機(jī)理和防治研究.pdf

1、“反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡”是指：岸坡走向與巖層走向接近一致，而傾向與巖層傾向相反，并且坡體中下部發(fā)育厚層巖梁的層狀庫(kù)岸邊坡。論文以三峽庫(kù)區(qū)龔家方滑坡為例，對(duì)龔家方及周邊同類“反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡”的工程地質(zhì)條件和變形現(xiàn)象進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，將變形現(xiàn)象按特征進(jìn)行分類，分析各變形現(xiàn)象之間的演化關(guān)系，建立了此類岸坡分階段變形破壞的地質(zhì)模型，揭示各變形階段的主控因素和發(fā)展趨勢(shì)；通過(guò)引入巖體強(qiáng)度弱化系數(shù)，模擬岸坡消落帶巖體在庫(kù)水長(zhǎng)期沖

2、刷作用下的弱化效應(yīng)，分析消落帶巖體強(qiáng)度弱化條件下此類岸坡的變形發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)有限元方法，對(duì)此類岸坡穩(wěn)定性與庫(kù)水位升降速率和非飽和滲透性之間的響應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了分析，最后通過(guò)研究結(jié)果指導(dǎo)此類岸坡的防治設(shè)計(jì)。在論文上述研究工作中，得到了以下結(jié)論：
　?。?）以經(jīng)典的傾倒破壞G-B模型為基礎(chǔ)，針對(duì)反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡的傾倒變形特征，提出該類岸坡變形區(qū)劃分的改進(jìn)G-B模型：滑動(dòng)區(qū)、巖梁區(qū)、傾倒區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。由于巖梁區(qū)的存在，對(duì)其上部?jī)A倒變

3、形起到了鎖固作用，使其成為了滑動(dòng)區(qū)和傾倒區(qū)的分界處，更多的承擔(dān)了上覆巖體的重力作用，使下部滑動(dòng)區(qū)巖體受力減小，對(duì)岸坡起到了很大的穩(wěn)定作用。
　?。?）基于改進(jìn)G-B模型，對(duì)反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡變形破壞過(guò)程進(jìn)行解析，將該過(guò)程劃分為以下四個(gè)階段：①河谷形成期岸坡小變形階段；②巖層傾倒變形階段；③坡腳弱化滑移階段；④巖梁斷裂-傾倒崩滑階段。其中，①和②屬于長(zhǎng)效變形階段，③④屬于破壞失穩(wěn)階段。該類岸坡總是中下部先破壞，然后上部巖體失

4、去支撐而崩塌。
　?。?）隨著消落帶巖體的逐漸弱化，當(dāng)岸坡中部不存在巖梁時(shí)，岸坡失穩(wěn)所對(duì)應(yīng)的臨界消落帶巖體弱化系數(shù)為63％；當(dāng)岸坡中部存在巖梁時(shí)，岸坡失穩(wěn)所對(duì)應(yīng)的臨界消落帶巖體弱化系數(shù)下降到了50％，可知岸坡中部巖梁能起到一定的阻滑作用。此外，在消落帶巖體弱化系數(shù)相同條件下，由于巖梁的阻滑作用，使得坡腳最大位移量和最大剪應(yīng)變?cè)隽棵黠@下降。
　?。?）在庫(kù)水沖刷弱化作用下，岸坡消落帶巖體強(qiáng)度降低，導(dǎo)致岸坡穩(wěn)定性降低，岸坡內(nèi)發(fā)生

5、剪切破壞和拉張破壞的區(qū)域范圍不斷增大，由坡腳處逐漸向上延伸，直到崩滑體后緣，表層巖體主要發(fā)生拉張破壞，而深層巖體主要發(fā)生剪切破壞；當(dāng)岸坡中部存在巖梁時(shí)，隨著坡腳消落帶巖體的弱化，巖梁下部坡體的剪切破壞區(qū)首先貫通，之后巖梁的剪切破壞區(qū)逐漸擴(kuò)大直到巖梁斷裂，此時(shí)岸坡上下滑動(dòng)面貫通，整體失穩(wěn)破壞。
　?。?）岸坡穩(wěn)定性的變化趨勢(shì)與庫(kù)水位升降速率密切相關(guān)，當(dāng)庫(kù)水位上升時(shí)，岸坡穩(wěn)定性系數(shù)呈先增加后減少最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，當(dāng)庫(kù)水位下降時(shí)，岸坡

6、穩(wěn)定性系數(shù)呈先減少后增加最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。在相同滲透系數(shù)時(shí)，庫(kù)水位上升速率越快，岸坡穩(wěn)定性系數(shù)增加速率越快，庫(kù)水位下降速率越快，岸坡穩(wěn)定性系數(shù)下降速率越快；庫(kù)水位升降速率越快，岸坡越快達(dá)到穩(wěn)定性系數(shù)峰值。
　?。?）岸坡穩(wěn)定性的變化趨勢(shì)與滑體的滲透系數(shù)密切相關(guān)，不論在庫(kù)水位上升期還是下降期，當(dāng)庫(kù)水位升降速率相同時(shí)，滑體滲透系數(shù)越小，岸坡穩(wěn)定性系數(shù)越高。
　?。?）對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)反傾層狀內(nèi)嵌巖梁式巖質(zhì)岸坡，滑體滲透性系數(shù)越大、

7、庫(kù)水位下降速率越快，岸坡越容易發(fā)生失穩(wěn)破壞。
　?。?）由于剩余推力法假定岸坡內(nèi)存在貫通的潛在滑面，則茅草坡岸坡將處于變形破壞第四階段——巖梁斷裂-傾倒崩滑階段，此階段岸坡變形主控因素為巖梁的斷裂與否。而茅草坡岸坡實(shí)際處于變形破壞第三階段——坡腳弱化滑移階段，此階段岸坡變形主控因素為坡腳消落帶巖體的弱化和滑移。
　?。?）通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)比各種工況的防治效果，可知在變形階段三，格構(gòu)護(hù)坡方案的造價(jià)低且防治效果最好，而錨桿錨固方案