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小湾水电站黑惠江库区西密滑坡复活成因机制及其危害性分析

王涛  
【摘要】:滑坡是一种多发性的地质灾害,在全球范围内分布广泛,危害极为严重。它不仅给人民生命财产安全带来了威胁,而且制约着大型工程的修建与运营。因此加强滑坡灾害的研究是减灾防灾工程的重要工作内容。 西密滑坡位于新华乡西密大村,黑惠江右岸支流西密大河的右岸,其滑坡规模巨大,影响范围广,前缘以西密河为界。长约1100m,宽平均约650m,体积约2500×10~4m~3,属巨型滑坡。西密滑坡位于小湾电站坝址上游13Km左右,其失稳破坏不会直接威胁枢纽建筑物的安全。但是,滑坡可能造成的涌浪和堵江,对枢纽建筑的安全有不同程度的影响,主要表现在:首先,滑体以一定的速度滑入水库,必定会产生一定高度的涌浪,并对大坝等水工建筑物产生一定的影响;其次,滑坡堵江一旦形成“二道坝”,致使尾水抬升,将会对地下厂房造成威胁。因此,研究其变形破坏模式稳定性状况以及合理地预测其危害性具有重要意义。 本文以西密滑坡为研究对象,综合运用地质历史分析法、极限平衡方法、数值分析法等方法,通过对研究区自然地理及地质背景的分析,研究了滑坡的基本特征及成因机制,评价了影响滑坡稳定性及其发展演变模式,在此基础上运用经验公式以及相关理论计算对滑坡失稳可能造成的涌浪事件进行分析预测,并进一步对其危害性做出评估,由研究结果可以表明: (1)二维有限元分析结果显示,天然状况下,该滑坡整体稳定应力分布符合斜坡应力场分布的一般规律,最大剪应力在滑坡前缘和后缘的滑动带上有明显的应力集中;在天然状况下基本稳定,但在暴雨和库水位变化的外荷载的作用下可能产生失稳破坏。 (2)对西密滑坡的现场勘察成果的分析和有限元的模拟数据的分析可以得出该滑坡的变形破坏模式为推移式滑移模式。 (3)本次采用极限平衡法的方法,对滑坡的整体稳定性、局部稳定性进行系统分析、计算与评价,并通过三维有限元软件FLAC3D进行数值模拟,对滑坡的应力场特征以及变形特征进行分析,并将模拟结果同上述结论及结果进行对比分析,以达到相互校核的效果。通过对该滑坡的破坏形式及破坏规模进行分析及研究,确定在滑坡一旦发生滑动的特殊情况下,从其发生以后产生的涌浪高度和是否堵江两个问题进行计算分析,以此为基础进行危害性评价。 (4)涌浪和堵江计算结果表明,在对滑坡影响最大的暴雨+库水位工况下,滑坡体局部失稳涌浪计算结果为29.5m,整体失稳涌浪计算结果为48.6m,但由于附近岸边无枢纽工程区,居民居住位置较高,因而不会导致灾害。计算结果显示该滑坡堵江需要的最小体积为135.98×10~4m~3,而滑坡体局部失稳体积为588.1320×10~4m~3,会造成堵江事件,而滑坡体整体失稳体积2500×10~4m~3,大于堵江需要的最小体积,同样会造成堵江事件。 (5)滑坡体在暴雨+库水位工况条件下可能威胁到居住在滑坡体上面居民的生命财产安全,建议将滑坡体上西密大村居民搬迁至安全地带,避免滑坡失稳带来的危害,应该加强巡视,设置相应警示标志,一旦发生险情及时采取相应措施。


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