学术论文 | 《B ENG GEOL ENVIRON》减重压脚工程对动水压力型滑坡的应急治理效果评价

百科   科学   2024-01-12 20:08   湖北  

范志宏 王世梅 王力* 郭飞 南芳芸 胡宇轩




摘要





库水位下降产生的动水压力是诱发山区水库滑坡变形的重要因素之一,甚至导致部分动水压力型滑坡复活,减重压脚治理工程是这类滑坡最常用的应急治理手段。为了评价减重压脚工程对于动水压力型滑坡的治理效果,以三峡库区典型的动水压力型滑坡树坪滑坡为例,根据近20年的宏观地质调查与GPS地表位移监测数据,分析了滑坡治理前后的变形特征,模拟了滑坡典型剖面治理前、治理后以及塌岸发育稳定后三个阶段在不同外动力作用下的位移场、渗流场和稳定性系数的变化。研究结果表明,库水位下降是诱发树坪滑坡变形的主导因素,压脚工程的实施虽然放大了动水压力效应,但增加了抗滑力,同时减重工程使得滑坡下滑力大幅减小,总体上下滑力减小的幅度更大,因此滑坡稳定性由欠稳定状态提升到基本稳定状态,应急治理工程取得了明显的治理效果。但滑坡前缘塌岸的持续发育、强降雨作用均会使滑坡稳定性降低至欠稳定状态,因此继续开展长期监测并实施后续防治工程设计是很有必要的。




论文部分插图




滑坡各监测点累积位移曲线(见图9

滑坡各监测点月位移速率(见图10


图解法预测塌岸范围示意11

数值计算模型12


工况1-3渗流模拟与稳定性计算结果13、14


工况3-4位移场与稳定性计算结果15、16


工况4-8稳定性计算结果17


滑坡变形与降雨、库水位变动相关性分析18




结论




本文采用现场调查、多指标监测以及数值模拟对三峡库区树坪滑坡的变形机制、减重压脚应急治理工程的治理效果以及滑坡的变形演化趋势进行了综合分析,得到了以下结论:

树坪滑坡在降雨和库水位变动的作用下发生了剧烈的变形,其中,滑坡右侧主滑区的变形最为剧烈,滑坡左侧的累积变形量相对较小,为牵引变形区。库水位下降是滑坡变形的主导因素。

监测数据与数值模拟的结果均表明树坪滑坡减重压脚的应急治理措施取得了良好的治理效果。监测数据显示治理后各监测点的累积位移曲线阶跃状的变化特征消失,稳定性计算结果显示正常库水位调度和正常降雨耦合作用下滑坡治理后的稳定性系数由1.021提高到了1.063,治理后滑坡整体达到了基本稳定状态。减重工程的实施使下滑力大幅减小,而压脚工程提高了滑坡阻滑段的阻滑效应,虽然治理后动水压力有所增加,但总体来看下滑力降幅更大,即滑坡稳定性显著提高。

尽管正常工况下滑坡整体达到了基本稳定状态,但是在极端降雨工况下的稳定性较差。此外,树坪滑坡的剖面形态主要受库水位变动与波浪两大外动力作用控制,正常工况下,滑坡塌岸发育终态的稳定性由基本稳定状态转变为欠稳定状态。因此,继续开展监测预警工程并规划工程加固措施以进一步提高滑坡的稳定性是很有必要的。



引用格式




Fan, Z., Wang, S., Wang, L. et al. Emergency treatment effect evaluation of rear-slope cutting and front-slope pressing on a hydrodynamic pressure landslide: a case study of the Shuping landslide in the Three Gorges Reservoir Area. Bull Eng Geol Environ 83, 38 (2024). https://doi.org/10.1007/s10064-023-03539-z



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