收藏本站
《中国地质大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三峡库区典型堆积层滑坡成因机制与预测预报研究

邢林啸  
【摘要】:三峡地区是我国地质灾害高发区和易发区之一。自三峡水库蓄水以来,受库水位变动和降雨影响,库区许多老滑坡发生复活变形,同时也产生了一些新生滑坡灾害。在三峡库区各类型滑坡灾害中,堆积层滑坡所占比例较大,以《三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目》为例,所涉及的滑坡类灾害中堆积层滑坡即占到了80%。堆积层滑坡由于其特殊的物质组成及结构特征,受库水位变动及降雨因素的影响尤为明显。该类滑坡的变形破坏已经成为严重影响库区居民生命财产安全、制约库区经济发展的主要因素,也是三峡库区的重大地质环境问题之一。因此,开展典型堆积层滑坡成因机制及预测预报方面的研究,对于库区地质灾害防治和人民生命财产保障具有重大意义。 论文以秭归至万州段的43个典型堆积层滑坡为研究样本,对堆积层滑坡的发育特征、动力成因和变形破坏模式进行归纳总结。选定秭归县白水河滑坡为研究实例,对其成因机制进行研究。从滑坡所处区域地质背景及自身工程地质条件入手,分析滑坡形成时间、堆积层物质的形成原因及过程。结合滑坡形成的地质背景及外界影响因素特征,从内部因素和外部因素两方面对其变形机制进行分析。通过对宏观变形迹象和专业监测数据的分析,研究白水河滑坡在外界因素影响下的变形特征。运用灰色关联分析法对白水河滑坡稳定性敏感因素进行定量评价。 以上述地质分析为基础,建立合理地质概化模型。结合实际库水位调度情况及气象条件,选取四种典型工况,运用GEO-Studio中SEEP/W模块、有限元软件ANSYS10.0及有限差分软件FLAC3D对白水河滑坡在水库水位变动和降雨联合作用下的渗流场、位移场、应变场和塑性区进行模拟。用数值模拟结果对地质分析的合理性进行验证。最后通过滑坡裂缝发育特征及位移矢量角特征对滑坡发育阶段进行判别,选取时间序列和神经网络的方法对滑坡位移进行预测。论文主要的研究结论包括以下几方面: (1)通过对秭归—万州段43个堆积层滑坡基本信息的统计分析,得出如下结论:堆积层滑坡规模以大型为主;滑坡的坡面形态多呈凸坡或上凹下凸坡;斜坡的坡度以10~30。居多;堆积层滑坡发育最多的地层为巴东组(T2b)和上沙溪庙组(J2s),岩性多为泥质灰岩、泥灰岩、页岩、粉砂岩等,常具夹层或互层结构;前缘高程多位于库水位变动带内,变形破坏受库水位影响;厚层堆积层滑坡常发育有双层或多层滑面;堆积层滑坡的变形破坏模式主要有推移式和牵引式两种,根据其变形阶段和变形部位不同常发生不同模式之间的互相转换。 (2)形成时间:根据滑坡前缘剪出口位置及秭归—巴东段长江阶地发育情况,认为白水河滑坡整体形成时间晚于一级阶地形成时间,即形成于距今6500年以内;堆积层物质成因:粉质粘土夹碎石层为残坡积物;局部所夹含泥块(碎)石为崩坡积产物。堆积层物质属多期次形成产物,其层序随滑坡部位不同有显著差异。 成因机制:地形特征、斜坡形态及顺层地质构造为白水河滑坡形成提供了有力条件,块裂岩层的存在对双层滑带的发育起到了决定性作用。库水位和降雨因素对白水河滑坡变形作用机制是多方面的,以降低坡体物质力学强度和改变坡体结构为主要方式影响坡体变形。 (3)综合地质分析及数值模拟结果,分析了白水河滑坡在库水位和降雨联合作用下的变形破坏特征。库水位作用下的变形特征主要表现为:库水位首次大尺度升降会诱使滑坡发生强烈变形;低水位情况下滑坡前缘部位变形较为明显,高水位有利于前缘缓坡平台自稳,不利于后部陡坡部位的稳定。降雨因素影响下的变形特征为:短时强降雨改变坡体内渗流场,并软化岩土体,降低其力学强度,引起滑坡体的变形;库水位下降期间的强降雨对滑坡稳定性尤为不利。灰色关联分析表明,白水河滑坡对多种因素的敏感程度依次为:内摩擦角φ降雨r内聚力c库水位h。 白水河滑坡预警区内的局部地形差异导致变形存在不均一性,预警区东侧前部的微斜坡单元对库水位变动及降雨的敏感程度更高,是预警区内的“高危险区”。白水河滑坡的变形破坏模式属于“滑移——拉裂”型,整体上呈现出“牵引式”破坏特征:前部以发生转动破坏为主,后部则主要发生平移破坏。现阶段变形位置主要位于上层滑带以上的堆积层内。 (4)依据裂缝发育特征和位移矢量角的变化情况,判断白水河滑坡尚未进入整体加速变形阶段,适于进行中长期预报。选择时间序列加法模型,将白水河滑坡的位移分为趋势项位移和周期项位移两部分进行预测。定量选取了最大单日降雨量等六个因素作为BP神经网络预测周期项位移的输入层数据,将滑坡位移预测与滑坡发生的物理过程相联系,实现了基于外界因素变化的位移动态预测。从预测结果看,引入BP神经网络的时间序列加法模型能够对滑坡的趋势项位移及周期项位移做出较为准确的预测,适用于白水河滑坡的中长期位移预测。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P642.22

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 向芳,朱利东,王成善,李永昭,杨文光;长江三峡阶地的年代对比法及其意义[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年02期
2 邢建民;堆积层滑坡与降雨关系浅析[J];长江职工大学学报;1999年03期
3 陈洪凯;唐红梅;;三峡库区大型滑坡发育机理[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2009年04期
4 林孝松;滑坡与降雨研究[J];地质灾害与环境保护;2001年03期
5 严春杰,唐辉明,孙云志;利用扫描电镜和X射线衍射仪对滑坡滑带土的研究[J];地质科技情报;2001年04期
6 缪海波;殷坤龙;柴波;李德营;;基于非平稳时间序列分析的滑坡变形预测[J];地质科技情报;2009年04期
7 王建锋;两类经典滑坡发生时间预报模型的理论分析[J];地质力学学报;2004年01期
8 郝小员,郝小红,熊红梅,张绍东;滑坡时间预报的非平稳时间序列方法研究[J];工程地质学报;1999年03期
9 陈剑,李晓,杨志法;三峡库区滑坡的时空分布特征与成因探讨[J];工程地质学报;2005年03期
10 乔建平;吴彩燕;田宏岭;;三峡库区云阳-巫山段坡形因素对滑坡发育的贡献率研究[J];工程地质学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 朱大鹏;三峡库区典型堆积层滑坡复活机理及变形预测研究[D];中国地质大学;2010年
2 李远耀;三峡库区渐进式库岸滑坡的预测预报研究[D];中国地质大学;2010年
3 李德营;三峡库区具台阶状位移特征的滑坡预测预报研究[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李秀珍;滑坡灾害的时间预测预报研究[D];成都理工大学;2004年
2 李远耀;三峡库首区顺层基岩岸坡变形机制与稳定性研究[D];中国地质大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁本亮;刘建新;;基于灰色关联的混凝土结构耐久性影响因子分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
2 余慧;刘晓;;基于灰色聚类法的历史建筑综合价值评价[J];四川建筑科学研究;2009年05期
3 谭万鹏;郑颖人;陈卫兵;;动态、多手段、全过程滑坡预警预报研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期
4 王羽;肖盛燮;冯五一;张元才;;滑坡灾害链式演化阶段及规律研究[J];四川建筑科学研究;2010年06期
5 齐新安;朱祖林;;安徽电大远程开放教育专业招生规模与发展态势的灰关联分析[J];安徽广播电视大学学报;2007年03期
6 陈华友;固定资产投资动态模型及优化分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年04期
7 谭春英;谢恒星;冯雪;李清翠;;GM(1,1)模型在烟台市人口预测中的应用[J];安徽农业科学;2006年17期
8 靳世雄;陈永波;杨宗佶;;基于贡献率法的滑坡易发性评价——以雅安雨城区为例[J];安徽农业科学;2008年32期
9 周志华;张文君;王卫红;;基于GIS的映(秀)—日(隆)旅游公路滑坡灾害预测预报系统研究[J];安徽农业科学;2009年04期
10 魏小兰;赵林森;李恒安;张蕴薇;;6种芳香植物精油的提取及综合品质评价[J];安徽农业科学;2009年30期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 霍光杰;;突发地质灾害应急平台建设简述[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
2 郭瑶;;地质灾害经济评价的方法及其作用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
3 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李成均;;腊寨水电站大坝右岸滑坡位移矢量角的时序分析[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
5 王海龙;范广海;秦志辉;;弓长岭露天铁矿北帮边坡的稳定性分析与研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
6 赵明华;刘建华;陈炳初;刘代全;;边坡变形及失稳的变权重组合预测模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 杨光华;张玉成;张有祥;;变模量弹塑性强度折减法及其在边坡稳定分析中的应用[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
8 刘静;;消防指挥决策灰色关联分析方法研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
9 谭万鹏;郑颖人;陈卫兵;;基于宏观观察、位移监测、数值分析的滑坡预警预报研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
10 油新华;何刚;李晓;;土石混合体边坡的细观处理技术[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵洪涛;甘肃中南部滑坡、泥石流灾害机制及防灾可持续发展研究[D];兰州大学;2010年
2 李明;农村生态住区建设系统耦合研究[D];华中科技大学;2010年
3 蒋锐;昆明市斜坡灾害预警信息生成机理及服务研究[D];昆明理工大学;2010年
4 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
5 任高峰;露井联合开采作用边坡损害机理及控制研究[D];武汉理工大学;2010年
6 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年
7 卓莹;基于拓扑·流量挖掘的网络态势感知技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 闫大鹏;基于D-InSAR技术监测云驾岭煤矿区开采沉陷的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年
10 李军霞;西藏隆子县滑坡灾害形成机理及非线性预测研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜武青;西部大气环境中聚酯玻璃钢老化及室内外老化相关性研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
3 陈华方;基于WSN和Verhulst位移模型的山体滑坡监测系统研究[D];郑州大学;2010年
4 刘晟楠;基于灰色预测反馈线性化伺服控制算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 胡春兰;基于模糊灰色理论的建设工程项目风险管理研究[D];长沙理工大学;2010年
6 孙志彬;西坑口滑坡现场监测与治理效果分析[D];长沙理工大学;2010年
7 姚飞;高速公路沥青路面的预防性养护技术研究[D];长沙理工大学;2010年
8 于璐;基于种群生态理论的中国港口业演化分析[D];中国海洋大学;2010年
9 石琼;天水市秦州区地质灾害防治对策研究[D];兰州大学;2010年
10 魏宝亮;我国氧化铝进口分析及接卸港选择问题研究[D];大连海事大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 仵彦卿;地下水与地质灾害[J];地下空间;1999年04期
2 张永兴,胡居义,文海家;滑坡预测预报研究现状述评[J];地下空间;2003年02期
3 唐红梅;叶四桥;陈洪凯;;危岩主控结构面应力强度因子求解分析[J];地下空间与工程学报;2006年03期
4 苏欢;易武;孟召平;王振勉;雷旸;;基于Mapgis的滑坡时间预测预报系统设计[J];地下空间与工程学报;2006年S2期
5 唐芬;郑颖人;;边坡渐进破坏双折减系数法的机理分析[J];地下空间与工程学报;2008年03期
6 李世杰;应用粒度分析辨别某些第四纪混杂堆积成因初探[J];冰川冻土;1988年04期
7 李世杰;昆仑山垭口地区松散沉积物的石英砂表面特征及环境意义[J];冰川冻土;1989年01期
8 施雅风;中国第四纪冰期划分改进建议[J];冰川冻土;2002年06期
9 毛东明,张飞;分形几何在边坡失稳预测中的应用[J];包头钢铁学院学报;1999年04期
10 陈发堂,周宗放;电话发展的R/S分析[J];重庆邮电学院学报;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 薛果夫;吕贵芳;任江;;新滩滑坡研究[A];中国典型滑坡[C];1986年
2 庆祖荫;;半岩性土高速滑坡形成机制及龙羊峡库岸滑坡评价[A];中国典型滑坡[C];1986年
3 杜伯辉;;柘溪水库塘岩光滑坡——我国首例水库蓄水初期诱发的大型滑坡[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 郑书彦;滑坡侵蚀及其动力学机制与定量评价研究[D];西北农林科技大学;2002年
2 刘涌江;大型高速岩质滑坡流体化理论研究[D];西南交通大学;2002年
3 向芳;长江三峡的贯通与江汉盆地西缘及邻区的沉积响应[D];成都理工大学;2004年
4 汪洋;水库库岸滑坡速度及其涌浪灾害研究[D];中国地质大学;2005年
5 张桂荣;基于WEBGIS的滑坡灾害预测预报与风险管理[D];中国地质大学;2006年
6 邵江;开挖边坡的渐进性破坏分析及桩锚预加固措施研究[D];西南交通大学;2007年
7 曾裕平;重大突发性滑坡灾害预测预报研究[D];成都理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李杰;边坡稳定性问题的理论分析及其应用研究[D];大连理工大学;2002年
2 成永刚;长晋高速公路K28~K32顺层岩质滑坡研究[D];西南交通大学;2004年
3 章广成;水位变化对滑坡稳定性的影响研究[D];中国地质大学;2005年
4 吴晓明;均质土坡渐进破坏可靠性分析[D];浙江大学;2006年
5 陈伟;黑水河色尔古水电站红水沟古堆积体成因及成灾研究[D];成都理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨文远;对《堆积层滑坡预测预报及其防治》一书的述评[J];中国地质灾害与防治学报;1997年03期
2 宋雪琳,阳吉宝;堆积层滑坡稳定性评价及其时间预报[J];石家庄经济学院学报;1996年Z1期
3 贺可强,雷建和,陈喜山;堆积层滑坡的基本特征与防治原则[J];黄金;1998年11期
4 李正川;刘贵应;;三峡库区堆积层滑坡特性及其稳定性分析评价[J];科技咨询导报;2007年25期
5 李新志;贺可强;;地下水在三峡库区堆积层滑坡中的作用[J];山西建筑;2008年30期
6 范付松;井培登;;三峡库区秭归县典型堆积层滑坡稳定性评价[J];工程地质计算机应用;2010年02期
7 贺可强;李相然;孙林娜;王思敬;;水诱发堆积层滑坡位移动力学参数及其在稳定性评价中的应用——以三峡库区黄腊石滑坡分析为例[J];岩土力学;2008年11期
8 贾圣君;贺可强;孙林娜;吴纪修;;堆积层滑坡地震动力响应规律研究[J];价值工程;2011年02期
9 陈洪凯;唐红梅;;三峡库区大型滑坡发育机理[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2009年04期
10 吴景坤,方祁,蔡军刚,胡斌;堆积层滑坡稳定性评价专家系统方法[J];中国地质灾害与防治学报;1994年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文;巨能攀;郑达;赵建军;;基于动力响应时程特征的堆积层滑坡失稳概率分析[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
2 刘光华;;河岸松散堆积层滑坡机制及防治对策研究——以重庆市为例[A];第二届全国工程地质力学青年学术讨论会论文集[C];1992年
3 贺俊征;贺可强;闫勇山;刘健康;;降雨作用下堆积层滑坡动力失稳的尖点突变模型研究[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
4 孙东晖;刘建磊;;三峡库区土门子滑坡成因机制分析与稳定性评价[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
5 张旭;;丰都县长江沿岸三期滑坡(搬迁避让)灾害特征浅析[A];第七届全国工程地质大会论文集[C];2004年
6 陈铁帅;;开发三峡库区气候资源建三峡库区蔬菜示范基地[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
7 师哲;金中武;;三峡库区河段泥沙灾害与岸线整治工程研究[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年
8 王平;粟剑;彭祥伟;;三峡库区肉牛发展模式探讨[A];第三届中国牛业发展大会论文集[C];2008年
9 唐红梅;刘厚成;陈洪凯;;基于尖点突变模型的三峡库区岸坡稳定性演化[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
10 刘亮;;对三峡库区短途客(渡)船安全管理的思考[A];海船进江与航行安全保障论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 全国政协委员 韦云隆;关注三峡库区水环境[N];人民政协报;2003年
2 望作信、彭淦;三峡库区航路改革拉动沿江[N];中国交通报;2006年
3 记者 方科;广东支援我市三峡库区已到位资金6.1亿元[N];重庆日报;2006年
4 特约记者 望作信 通讯员 王焕章 刘欣伟 邹光明 周会;三峡库区强制消除船舶污染隐患[N];中国水运报;2006年
5 罗强通讯员 刘敏;长航局领导三峡库区查安全[N];中国水运报;2007年
6 曾宇;长江三峡库区可持续生态系统建设项目启动[N];中国质量报;2007年
7 记者 夏静通讯员 肖行;三峡库区新增对口支援资金九十五点八亿元[N];光明日报;2007年
8 记者  徐和平 张小燕;中国光彩事业三峡库区(宜昌)行启动[N];湖北日报;2006年
9 记者 余继军;重庆大规模抢救三峡库区沃土[N];人民日报;2006年
10 辛化;三峡库区现代物流业发展前景广阔[N];现代物流报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱大鹏;三峡库区典型堆积层滑坡复活机理及变形预测研究[D];中国地质大学;2010年
2 张华;堆积层斜坡的地震诱导行为研究[D];西南交通大学;2011年
3 袁宗祥;三峡库区水上交通安全监管与应急方法研究[D];武汉理工大学;2012年
4 李长冬;抗滑桩与滑坡体相互作用机理及其优化研究[D];中国地质大学;2009年
5 吴昌广;气候变化背景下三峡库区植被覆盖动态及其土壤侵蚀风险研究[D];华中农业大学;2011年
6 熊兵;三峡库区水上交通安全控制与应急管理研究[D];武汉理工大学;2011年
7 刘雪梅;三峡库区万州区地貌特征及滑坡演化过程研究[D];中国地质大学;2010年
8 缪海波;三峡库区侏罗系红层滑坡变形破坏机理与预测预报研究[D];中国地质大学;2012年
9 李德营;三峡库区具台阶状位移特征的滑坡预测预报研究[D];中国地质大学;2010年
10 雷光宇;三峡库区涉水土质滑坡稳定性分析及处治技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢林啸;三峡库区典型堆积层滑坡成因机制与预测预报研究[D];中国地质大学;2012年
2 贾圣君;地震动力条件下水库型堆积层滑坡稳定性与位移响应规律及其防治研究[D];青岛理工大学;2010年
3 于永贵;三峡库区万州、开县段堆积层滑坡发育规律及破坏模式[D];中国地质大学(北京);2008年
4 刘辉;堆积层滑坡机理及其稳定性研究[D];西安工业大学;2012年
5 柳玉青;堆积层滑坡稳定性动态分析方法[D];石家庄经济学院;2010年
6 崔宪丽;堆积层滑坡的坡形改造数值模拟与优化防治研究[D];青岛理工大学;2010年
7 唐文洋;堆积层滑坡物理力学参数改造及其稳定性控制研究[D];青岛理工大学;2010年
8 李新志;降雨诱发堆积层滑坡加卸载响应比规律的物理模型试验及其破坏机理研究[D];青岛理工大学;2008年
9 胡丽;三峡库区小城镇资源集聚与配置途径研究[D];重庆大学;2004年
10 周建华;三峡库区城镇迁建的生态学对策与方法研究[D];西南农业大学;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026