川气东送管道湖北恩施滑坡段稳定性分析

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浅析川气东送管道的安全与平稳运行保障

川气东送管道是中石化的第一条长输天然气管道,管道干支线全长2039km,担负着将川东北普光气田的天然气向管道沿线6省2市,特别是长三角的苏浙沪地区输送的重任。

由于输送距离长、管径大、压力高,管道线路一旦发生泄漏或输气中断事故,极易对沿线公共安全、社会稳定产生重大影响,提高管道的本质安全,避免管道发生外力伤害,确保安全和平稳供气,具有十分重要的经济、政治和社会意义。

1 川气东送管道面临的主要安全问题天然气长输管道安全主要涉及以下几个方面的问题:一是管道自身的安全。

包括外力的侵害(主要是第三方破坏)、自然灾害、管道建设质量、腐蚀等因素造成管道破坏失效。

二是公共安全。

因管道破坏失效事故引起次生灾害,造成公共安全事故。

三是由于天然气供应中断或者供应不足带来的社会问题。

具体到川气东送管道,影响管道安全的因素主要有以下几个方面:1.1质量缺陷从管道的投产及运行全过程看,川气东送管道的材料、设备缺陷和施工质量问题还是比较多的,如隧道透水,管道产生漂管位移,站场和阀室的阀门、法兰和焊口裂缝、泄漏,管道裸露和埋深不足,水保工程大量垮塌等,这些问题的大量存在,给管道的运行安全带来隐患。

1.2地质灾害破坏川气东送管道川渝段和鄂西段,所经地区多为中低山地貌,山高坡陡,自然条件十分恶劣,易发生山体滑坡、泥石流、塌陷和洪水灾害,对管道安全的威胁很大。

管道下游的鄂东、安徽、江浙段,由于地势平坦,河流水网密布,一些建设在低洼处的站场、阀室受洪涝灾害侵袭的风险很高。

1.3第三方施工破坏包括两个方面:一是川气东送管道工程本身存在大量的未完工程和遗留问题,需要边运行边施工;二是管道沿线地方政府、企业大量的施工项目同管道出现交叉。

国内外统计数据显示,外部干扰(主要指第三方破坏)是造成管道泄漏失效的最主要的因素之一,特别是新建管道,第三方破坏造成的管道泄漏事故要高于腐蚀和结构缺陷或材料缺陷。

1.4对管道的人为故意破坏从社会大环境来看,多年来我国因打孔盗油盗气造成管道失效的事件时有发生,对管道的安全和平稳供气造成严重影响,对公共安全也造成严重威胁。

“7.20恩施爆炸”事故学习共24页

“7.20恩施爆炸”事故处置流程
➢启动应急预案； ➢通知上游气源降量，关停压缩机组，通知下游
用户； ➢成立现场抢险指挥部，指导抢险有序开展；
成立现场抢险指挥部、实地勘察，确定设计方案、施工方案、加强企地联动，共同开展抢险救灾、紧急协调，确保抢险机具物资供应、加强施工监护，确保施工安全和质量。
成； ➢ 全面开展全线管道隐患排查，发现新隐患并及时治
理； ➢ 抓好现场施工质量、安全和进度，确保二阶段抢险
施工按计划顺利完成； ➢ 后勤保障高效到位。
“7.20恩施爆炸”事故原因分析
该滑坡平面呈树叶形，宽约200m，纵长约 720m，土体厚度估计大于10m，滑体体积估计 140万方左右。
现场踏勘对滑坡周界、滑坡壁、滑坡剪出口、滑坡台阶、滑坡后缘、滑坡前缘、拉张裂缝、剪切裂缝、羽状裂缝、牵引性裂缝等活泼要素进行了认真的踏勘及判别，结合现场情况判断， EES242桩滑坡为牵引式深层大型土质滑坡。
现场爆炸影响面积约0.3平方公里，造成 2死9伤（其中4人伤势较重），62户农房、 350亩农田受损（政府调查数据）。该事件不仅对川气东送管道和沿线群众造成巨大损失，也导致管道停输10天，对湖北、浙江、江苏等下游6省市用气产生严重影响。
7月21日-22日，地方政府在恩施市崔家坝镇指挥部召开三次专题会议，会上通过公司与专家组反复论证，最终由省能源局、安监局、发改委等部门将7.20事件确定为因连续暴雨导致山体滑坡致使川气东送天然气管道破裂爆炸的自然灾害事件。
恩施崔家坝段EES242桩滑坡
结合现场情况判断，EES242桩滑坡为牵引式深层大型土质滑坡，滑坡体深度深、面积大。
滑坡现场照片
滑坡现场照片
滑坡现场照片

两段式顺层滑坡的稳定性分析

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｉｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
ＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｗｏ — ｓｅｇｍｅｎｔＢｅｄｄｉｎｇＬａｎｄｓｌｉｄｅ
ＹＡＮＧＷｅｉ，ＣＨＡＩＢｏ。（１．ＸｉａｎｔａｏＣｉｔｙＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＤｅｓｉｇｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉａｎｔａｏ４３３０００，Ｃｈｉｎａ；
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｌｉｐｆａｃｅｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｍａｉｎｓｌｉｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔａｎｄｌｏｃｋｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｇｉａｎｔｂｅｄｄｉｎｇｌａｎｄｓｌｉｄｅｔｈａｔｈａｓｓｕｄｄｅｎａｎｄｄｒａｓｔｉｃｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅｃｕｓｐｃａｔａｓｔｒｏｐｈｅｍｏｄｅｌｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｅｄｄｉｎｇｌａｎｄｓｌｉｄｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄａｃｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｓｌｉｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔａｎｄｌｏｃｋｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔｕｓｉｎｇｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓｏｆｓｔｒａｉｎｓｏｆｔｅｎ — ｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｅｌａｓｔｉｃｂｒｉｔｔｌｅｍａｔｅｒｉａ１．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｗｏ－ｓｅｇｍｅｎｔｂｅｄｄｉｎｇｌａｎｄｓｌｉｄｅａｎｄｔｈｅｎｏｔｉｃｅａｂｌｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｐｅａｔｅｄｌｏａｄｉｎｇｏｆｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｗａｔｅｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｉｓｍｏｄｅ１．Ｌａｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔＯａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅａｔｔｈｅｗｅｓｔｏｆＢａｉｙａｎｇｏｕＢｒｉｄｇｅ，Ｂａｄｏｎｇ，ｉｎＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒａｒｅａｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｔｈｅｓｌｏｐｅｔｏｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｔａｂｉｌｉ — ｔｙｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｈａｓｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏ，ｗｈｉｃｈｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｓｈｅａｒｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｓｌｉｐｓｕｒｆａｃｅｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏｄｅｃｒｅａｓｅｓａｎｄｌａｎｄｓｌｉｄｅｓｌｉｐｓｍｏｒｅｅａｓｉｌｙｗｈｅｎｔｈｅｍａｉｎｓｌｉｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔｉｓｌｏａｄｅｄｏｒｔｈｅｌｏｃｋｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔｉｓｕｎｌｏａｄｅｄ．ＴｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｓｌｉｐｆａｃｅｈａｓｔｗＯｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅｎｄｓｏｆｈａｒｄｅｎｉｎｇａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇａｆｔｅｒｒｅｐｅａｔｅｄｌｏａｄｉｎｇｏｆｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｓｌｉｐｐｉｎｇｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｗｉｌｌｃｈａｎｇｅａｎｄｈａｖｅｍｕｌｔｉｐｌｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｂｅｆｏｒｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｈａｓｇｕｉｄａｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｌａｎｄｓｌｉｄｅｆａｉｌｕｒｅ．

探讨滑坡变形对输气管道安全的影响

探讨滑坡变形对输气管道安全的影响滑坡是地面土层发生水平或近水平滑动的过程，它对输气管道安全造成了很大威胁。

本文将探讨滑坡对输气管道安全的影响。

首先，滑坡会导致输气管道地基基础沉降或变形，从而进一步影响输气管道的稳定性。

如果输气管道所在的地基出现过度沉降或失稳，那么输气管道很可能随之发生断裂、变形或倒塌等危险事故，从而造成巨大的经济和环境损失。

其次，滑坡地区往往存在大量的裂缝、冲沟等地形性质，这些地形特征极易引起天然气泄漏和火灾爆炸等意外事故。

尤其是在输气管道周边乃至穿越于滑坡带区域，管道的安全运行面临的威胁更加严重。

此外，滑坡区域的地质环境复杂多变，往往伴随着地震、暴雨等极端天气条件的出现。

这些不利环境条件对于输气管道的安全运行会产生很大的影响。

例如，地震往往会导致地貌变形和管道毁损。

暴雨则会引发山体滑坡和管道在地质环境变化下的变形。

为了应对这些挑战，相关单位需要采取科学的技术手段和防护措施，以提高输气管道的安全运行能力。

例如，需要针对滑坡区域的特殊情况进行全面地质勘探和风险评估，了解地质环境的变化情况，为管道正常运行提供参考。

此外，还需要对于滑坡区域的输气管道进行技术改造和升级，在保证正常运行的同时，增强其抵御地质灾害和意外风险的能力。

同时，对于水准超高的输气管道，还应进行防滑稳定措施，以提高其安全性。

综上所述，滑坡地区对输气管道的安全运行带来的不可避免的挑战和威胁，需要相关单位从地质勘探和预测，管道工程建造和维护方面加以应对。

只有通过科技手段和防护措施的不断提升，才能最终保证输气管道的安全稳定运行。

川东北气田A井场滑坡稳定性评价及治理方案设计

川东北气田A井场滑坡稳定性评价及治理方案设计周记萌【摘要】以川东北气田A井场滑坡实际情况为背景,通过资料收集、地质勘探等工作,系统地分析了滑坡特征、成因机制,并对滑坡在不同工况下的稳定性进行计算,得出该滑坡在天然状态下处于欠稳状态、饱和工况下处于不稳定状态,综合未来趋势预测应提前整治的结论.为此,综合考虑技术、安全、施工等各方面因素,提出\"削方减载+分层使用锚杆、锚索框架梁支护+截排水+重力式挡土墙+植草护坡\"的综合治理方案,并逐一分析治理措施,为滑坡治理设计提供依据.【期刊名称】《天然气技术与经济》【年(卷),期】2018(012)005【总页数】5页(P57-61)【关键词】滑坡;成因机制;稳定性分析;治理方案【作者】周记萌【作者单位】四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司,四川成都 610084【正文语种】中文0 引言川东北高含硫气田宣汉开县区块内部集输工程之A井场位于重庆市开县高桥镇齐力乡新安村八组。

A井场滑坡工程位于罗家11H井组南侧单面山堆积体斜坡中下部。

在修建放空区及敷设管道的过程中，由于修建临时施工道路及连续降雨等因素，导致该区域覆盖层开始变形，为确保该区域的稳定及后期井场运营安全，防止产生边坡整体失稳，故需要对滑坡进行整治。

根据现场调查和勘察资料查明A井滑坡形态、规模、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等，结合滑坡的基本特征及类型，分析滑坡成因机制，对滑坡的稳定性进行评价，预测滑坡未来发展趋势，结合工程实际，综合考虑技术、安全、施工等各方面因素，分析探讨得出合理的滑坡治理方案。

1 A井场滑坡工程地质特征1.1 滑坡分布形态、类型及地形地貌如图1所示，该滑坡整体上形态呈“簸箕”形。

区域内地貌形态整体上为构造侵蚀低山丘陵岭谷地貌，勘查区微地貌形态为整体陡缓的斜坡地形，坡长约130 m，滑坡区平均坡度为20°～30°，主滑方向为337°。

川气东送湖北省接收站工程(荆州接收站和仙桃接收站)环境影响报告

川气东送湖北省接收站工程（荆州接收站和仙桃接收站）环境影响报告书简本1.项目概况（1）项目名称川气东送湖北省接收站工程（荆州接收站和仙桃接收站）（2）项目建设规模川气东送湖北省接收站工程分别在恩施、宜昌、枝江、荆州、仙桃、潜江、武汉、大冶陈贵、黄梅共9座接收站工程。

本期建设荆州和仙桃接收站。

建设的主要内容包括各站500m进站管线的铺设和两个接收站场的建设等。

各接收站的主要分为工艺装置区、生产辅助区及放空区3个功能区。

川气东送湖北省接收站工程9座接收站的最大供气能力之和为22.5亿立方米、35.2万立方米/小时。

其中荆州接收站的最大供气能力之和为2亿立方米/年、3.12万立方米/小时；仙桃接收站的最大供气能力之和为1.3亿立方米/年、2.05万立方米/小时。

本工程荆州接收站的气源为中石化川气东送荆州分输站的来气，仙桃接收站的气源为中石化川气东送仙桃分输站的来气。

川气东送湖北省接收站工程总投资22564.1万元。

其中荆州接收站和仙桃接收站的投资分别为1268万元和1449万元；其环保投资分别为51.5×104元和53.5×104元，分别占各站场总投资的4.1%和3.7%。

2.环境质量现状评价2.1 地表水环境监测结果表明，仙桃接收站附近的通顺河和汪洲渠枯水期监测指标均能满足《地表水环境质量指标》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质标准要求，水环境质量现状较好。

荆州接收站附近的庙湖枯水期COD浓度《地表水环境质量指标》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质标准要求，超标倍数1.9，经调查，庙湖污染超标是由于历史污染遗留造成的，长期以来上游造纸企业排污，目前虽然已经采取了治理措施，但是水质恢复是个漫长的时间。

2.2 环境空气评价结果表明：荆州接收站和仙桃接收站的监测点环境空气的各评价因子，均达到GB3095-1996《环境空气质量标准》二级标准，总烃一次值满足以色列标准(参照标准5mg/m3)，两个接收站的空气质量总体均良好。

川气东送管道(川渝-鄂西段)2010年编录崩塌(危岩、边坡)地质灾害调查评价与防治规划表

川气东送管道（川渝-鄂西段）崩塌（危岩、边坡）地质灾害调查评价与防治规划表编号位置、桩号灾害名称危害对象基本特征及对管道及其附属设施的影响照片及图件稳定性及发展趋势风险分级B-10-01(CQDS-0004)+120)K002+962+120梯子坎边坡崩塌管道该边坡崩塌位于河谷左岸。

受边坡控制，崩塌方向为250°，朝向西南。

由于河谷切割作用，再加上管沟的开挖，形成高度约10m左右近直立的陡坎。

该岩体为遂宁组泥岩和砂岩夹层，由紫红色泥岩、泥质砂岩组成。

其中泥岩风化强烈，砂岩夹层抗风化强，往往容易在雨水作用下突出悬空。

发育两组节理：一组产状220°∠52°，间距为1.2m；另一组产状310°∠70°，间距1.5-2.0m。

由于卸荷作用，节理张开明显，两组节理切割往往构成楔形滑动块体。

已有块石崩落，较大的崩落块体一般在1-2m3。

边坡崩塌厚度约3.0m，长度约50m，高度约10m。

管道敷设在边坡坡脚，影响长度约50m。

目前该边坡处于欠稳定状态，由于管道埋深一般在1-2m，该崩塌落石将直接冲击管沟，又因管道上覆盖层位碎石土，崩塌后在覆盖层上传递系数较大。

因此该边坡在雨水或人工扰动的情况下，极有可能发生大规模崩塌现象，对管道安全构成威胁。

11°250°2468101214162468101214161820250°22崩塌现状崩塌剖面图欠稳定较高宣汉县土主乡常家沟严家湾梯子坎大地坐标(BJ54) 已有防治措施风险消减措施建议风险消减措施布设概图投资估算（万元）规划分期N31°28′43.9″无①清方200m3；②坡体上采用格构锚杆+挂网喷护，每根锚杆长7m，间距2.5m，支护面积10m×50m。

11°250°2468101214162468101214161820250°22治理工程剖面图55.00 2012年E 107°42′53.4″编号位置、桩号灾害名称危害对象基本特征及对管道及其附属设施的影响照片及图件稳定性及发展趋势风险分级B-10-02 （CQDS-0008）-400K006+988-400陶家湾危岩管道该危岩位于宣汉土主乡陶家湾，由于受区域切割影响，该处危岩形成以直立陡崖。

长输油气管道安全隐患分析

长输油气管道安全隐患分析摘要；石油和天然气是国家重要能源之一，对我国的社会进步和经济的提升具有至关重要的意义。

当前，石油和天然气运输主要是采用管道输送方式。

长输油气管道在运行过程中存在着诸多风险隐患，例如：管道焊缝质量缺陷、地质灾害、管道腐蚀、人为因素的破坏等，这些风险隐患会影响国家的长输油气管道安全运行，甚至引发事故事件。

所以，如何确保长输油气管道安全平稳运行是相关单位需要面对的一项问题。

本文首先分析了油气管道面临的问题，并针对这些问题提出了管理措施。

关键词：长输油气管道；安全隐患；管理措施引言长输油气管道在使用的过程中往往存在很多的安全隐患，其中包含了腐蚀、运输量下井等等自身质量问题，还有可能存在着盗油等外力损坏等，这些都会导致输油气管道的损坏，给国家造成巨大的损失，更加会导致自然环境严重破坏，所以在实际工作中，应该加强安全运行管理，及时的预防这些存在的问题。

根据这一目标的需要，本文从多方面考虑，总结出了多种管道安全管理具体方法，为全面提升长输油气管道的安全性打下坚实的基础，希望可以充分的保护国家利益以及环境质量。

1、长输油气管道存在安全隐患1.1长输油气管道受所处环境的影响我国幅员辽阔，地形复杂，是地质灾害的多发国家。

长输油气管道是线性的，多是国内或者区域内骨干管网，连接多个省市，不同地区环境特点不一样。

长输油气管道的建设及运行,必然受到不同地形地貌、地质条件等环境影响。

常见的环境影响包括滑坡、不稳定斜坡、崩塌、地面塌陷、地面沉降、地面开裂、黄土湿陷、坡面侵蚀、洪水等。

近年来，国内发生多起由于环境地质引发的管道失效事故，造成多人伤亡。

影响较大的案例如：深圳光明新区滑坡引发天然气管道断裂泄漏、湖北恩施川气东送管道爆炸、贵州黔西南州晴隆中缅天然气管道断裂燃爆。

1.2城市建设发展对油气管道的影响随着经济高速发展，城市建设发展需求在增加，城市建设发展与长输油气管道安全运行之间矛盾日益增大。

城市建设发展需要大量空间，管道原来经过的部分区域逐渐变为城市规划区，管道安全空间将受到侵占，同时也容易增加人口密集区高后果区。

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川气东送管道湖北恩施滑坡段稳定性分析摘要本课题《川气东送管道湖北恩施滑坡段稳定性分析》所研究对象是恩施滑坡段，跟据获得的地质勘探资料，进行变形监测，并根据检测信息进行稳定性分析，进而给出合理的治理方案。

本文拟采用GEO Studio SLOPE软件进行二维边坡分析计算，采用Midas GTS NX进行三维模型的建立以及分析计算。

在三维模型中，考虑管线的受力及影响，并对降水及自然环境条件下的不同情况产生的边坡稳定性变化进行记录和比对，进一步模拟破坏类型。

最后给出综合的治理方案。

1 预期目标当前形势下，川气东送管道湖北恩施滑坡段滑坡已经产生，在既有管线穿越不良地质体的过程中，出现了天然破坏。

天然气是一种易燃易爆的高危气体，如果不能妥善处置其下穿危险边坡，不仅会对管线连通区域的人民生产生活安全带来极大威胁，也会对川气东送工程的起止段产生较大的影响，通过对边坡实际工程资料的分析整理，采用电算数值模拟的方法进行计算和验算，得出当前边坡存在的问题所在，并综合分析管线在管土耦合作用下的受力情况及危险破坏面。

然后，对于边坡利用所学知识和经验，提出整理意见，达到边坡稳定，使最终计算得出的边坡安全系数达到标准。

2 研究方法本边坡已经发生了滑动，主要针对当前滑移量给出安全性评估报告，并用数值模拟软件进行分析，在危险滑动面上给出治理建议和措施，并检验治理后安全系数。

具体方法如下：(1)根据监测资料，分析滑坡现状，给出滑坡的危险性评价；(2)采用GEO Studio SLOPE软件，依据极限平衡方法分别采用四种算法对滑坡在自然状态下、暴雨状态下进行安全系数计算，对计算结果进行分析对比，给出滑坡危险性评价；(3)采用Midas/GTS软件，依据强度折减方法，算出滑坡的塑性区分布情况和滑坡在自然状态下和暴雨状态下的安全系数，并依据软件结果，输出应力应变云图；(4)采用Midas/GTS软件，对管线进行析取分析，分析管线的受力及管土耦合作用情况；(5)对比计算结果，对滑坡目前状况进行评价，并给出合理的建议和措施；(6)用Midas/GTS软件计算治理后的安全系数。

3 研究进度安排及可行性分析3.1 研究进度安排1、资料调研，阅读国内外期刊及文献，撰写毕业论文选题报告；2、学习了解计算分析软件FLAC3D、GEO Studio 2012、Midas/GTS、AutoCAD 等的使用；3、根据地质勘测资料，对本文所涉及的滑坡体进行计算分析；4、根据分析结果，撰写设计说明书，并绘制相应图纸；5、毕业论文交由导师审阅、答辩；3.2 可行性分析GeoStudio是一套专业、高效而且功能强大的适用于地质工程和地质环境模拟计算的仿真软件。

其中的模块之一SLOPE/W（边坡稳定性分析软件）是全球岩土工程界首选的稳定性分析软件，包括在稳定性分析中使用有限元计算孔隙水压力和应力,本文主要采用GeoStudio软件进行二维的边坡分析，主要原因在于其在二维边坡分析过程中具有分析方法全面，建模简单的特点。

FLAC3D软件则是建立在拉格朗日算法的基础上，采用有限差分显示算法来获得模型全部运动方程（包括内变量）的时间步长解，从而可以追踪材料的渐进破坏。

采用这两种方法的边坡稳定性计算结果做对比，可以得出何种方法更适用于降水导致危险边坡的计算和稳定性分析。

4工程概况4.1 滑坡现状川气东送管道EES244-1段滑坡位于湖北省恩施州崔家坝镇马家坡。

2016年7月26日，川气东送管道分公司管道保护部鄂西管理处在沿线地质灾害排查过程中，发现EES244-1桩管道上方出现大量的地面裂缝和沉降、错动，管道下方民房的墙角开裂、地面沉降，输气管道的运营安全受到直接威胁。

目前该滑坡体已发育完全，属于高危等级小型滑坡。

经过现场踏勘，发现滑坡中后段地面产生大量的弧形拉张裂缝（长2-25米，宽0.1-0.4m），东、西两侧缘剪切裂缝密布，最长约40m，下方地面沉降0.01-0.40m；前缘房后挡墙左侧产生剪切裂缝，将挡墙切断，裂缝宽约2mm；管道南边民房，北东角墙体产生贯通沉降裂缝，最宽约80mm，地面沉降约20mm；民房后堡坎有一组平行的水平剪切缝，水平位移约2mm；前缘东、西挡墙分别形成一组对应的倒“八”形剪切缝。

根据上述破坏特征，初步判断该滑坡为小型牵引式中浅层土质滑坡，滑坡的形态平面呈簸箕形，东西横宽约60m，南北纵长约150m，平面面积约5800㎡。

4.2 滑坡体水文地质特征大气降雨渗透、居民用水排放、滑坡体平台上田地农用水的漏渗及山体侧向补给，是滑坡体地下水三大补给源。

而分布于沟谷中的第四系冲洪积砾、卵石则具有较好的透、含水能力，地下水与地表水联系密切。

分布于北侧山坡上的第四系坡积层，由于厚度薄、分布不连续等特征，且山高坡陡，无储水构造，往往不含水。

于南侧山体上的第四系坡积层，分布较广、厚度较大，透水性好，局部具有一定的储水能力，可形成稳定连续的潜水位面，其地下水严格受降雨影响和控制。

地下水类型浅部主要以溶隙水、裂隙水为主，深部多形成岩溶管道水。

滑带土由滑坡滑动过程强烈挤压、错动、揉搓、碾磨等作用生成，颗粒组成相对较细、结构较密实而成为隔水层。

5 基于Midas/GTS的强度折减法滑坡稳定性分析Midas/GTS是针对岩土工程而开发的有限元软件，此软件具有简洁的界面、前后处理功能强大的岩土材料模型库，因而能满足大部分岩土体的破坏模式。

用该软件对建筑物地基基础进行数值模拟，比较接近真实情况，且计算结果相对安全。

GTS模块是包含施工阶段的应力分析和渗透分析等岩土和隧道所需要的几乎所有分析功能的通用分析软件，具有快速准确的有限元求解器、CAD水准的多维几何建模功能、自动划分网格、映射网格等高级网格划分功能、方便快速的隧道建模助手、大模型的快速显示和最优的图形处理功能，并使用最新图形技术变现分析结果、计算输出功能.Midas/GTS中提供的分析功能有静力分析、施工阶段分析、渗流分析、渗流-应力耦合分析、固结分析、动力分析等。

5.1 Midas/GTS软件概述5.1.1 Midas/GTS的基本介绍Midas/GTS是由韩国MIDAS IT公司开发研制的，将通用的有限元分析与岩土专业有机结合而开发的，以其中文界面、CAD风格建模、高效的前后处理以及与其他软件相互转换为广大岩土工程专业人士所熟知，可应用于岩土工程的施工阶段、渗流分析、固结分析、边坡稳定分析、动力分析以及衬砌、锚杆的结构设计与分析等。

5.1.2 Midas/GTS软件的本构模型Midas/GTS中提供了十种岩土模型，分别是横观同性线推广和弹性（Transversely Isotropic Linear-Elastic）、线弹性模型（Linear-Elastic）、弹塑性认同感和模型、应变—软化（Strain-Softtening）模型、非线性弹性双曲线模型、剑桥（Cam-clay）模型、节理高耗能岩（Jointed Rock）模型、修正的剑桥模型（Modified Cam-clay）、修正的莫尔—库仑模型等，我们解决不同的岩土问题就使用不同的本构模型。

本文使用的是弹塑性模型中的莫尔—库仑准则，属于弹性—完全塑性的本构关系，它的典型的应力—应变曲线如图所示，即应力达到屈服点之前与应变成正比关系，而超过屈服点推广和之后应力—应变关系将为水平线。

其中，弹性—完全塑性本构模型如图6-2所示。

根据莫尔原理，对于土体破坏可以用下列公式表达：τ=f（δ）由此可以看出，任意平面上的极限剪应力只与同平面上的正应力有关系，与其他因素无关。

该公式表达的是莫尔圆的破坏包络线，而破坏包络线可通过实验得到，根据莫尔原理：变形破坏发生的时期为最大的莫尔圆和破坏发的方法包络线相切时，由此可以判定岩土坡的破坏。

当然，最简单的莫尔破坏包络线一般是直线，方程为：τ=c+δtanφ式中：c、φ=材料的强度指标将莫尔库仑用主应力（δ1≥δ2≥δ3）表达可得：将上式用应力不变量J1、J2及θ0表达如下：fJ1,J2,θ0=-13I1sinφ+J2sinθ0+π3-13J2cosθ0+π3sinφ-ccosφ=-I1sinφ+31+sinφsinθ0+33-sinφcosθ02J2-3ccosφ=0用不变量ξ，ρ及θ0表达如下：fξ,ρ,θ0=-2ξsinφ+3ρsinθ0+π3+ρcosθ0+π3sinφ-6ccosφ=-6ξsinφ+31+sinφsinθ0+33-sinφcosθ02ρ-32ccosφ=0莫尔—库仑准则在的主应力空间上表现为不规则的六角天锥形，子午线是直线，π平面（δ1+δ1+δ1=0）上的屈服和曲线呈不规则的六边形。

由于该准则在使用的约束压力范围之内极具认同感和较高的准确性，且使用简单，因此，该方法在岩土分析中得到广泛的应用。

Midas/GTS软件中地方公共边坡稳定性分析SRM法的基本原理是有限元强度折减法，具体是将土体的抗剪强度指标粘聚力c和内摩擦角φ除以一个折减高耗能系数Fs，从而可以得到新的强度指标c和φ，再用新的强度指标进行试算，并且不断地重复以上步骤进行计算，直到滑坡达到极限平衡状态为止，这时得到的Fs就是滑坡的稳定性系数。

在理论体系上有限元强度折减法比极限平衡法更为严格，它充分考虑了边坡岩土体的非均质性和不连续的特性，可以近似地从岩土体的第三色温本构关系去分析滑坡的变形和破坏机理，从而使计算完全满足应变相容、静力许可以及土体的非线性应力应变个方法关系。

相比传统极限平衡法而言，有限元折减法分析边坡的稳定性的优点有如下几个方面：（1）求解稳定性系数可以不假设滑动面的具体形状及位置，更无需进行条分，可以通过程序自动得到滑移面，滑动破坏一般自然地发生在岩土体的剪切带或者塑性应变和位移发生突变的位置。

（2）可以模拟得到土体与各种支档结构共同作用的结果，能根据岩土介质和支档结构的共得到的同作用来计算获得各种支档的内力。

（3）能够计算出在各种支档结构作用下边坡的稳定性系数。

（4）数值模拟分析方法能够应对具有复杂地貌、地质情况的边坡，不受材料不均匀性、边坡几何形状及边界条件的制约。

（5）可以模拟边坡的整个破坏过程，并可以获得位移、应力及应变等全部模拟结果。

6.2 西气东输管线EES-224段滑坡稳定性数值模拟6.2.1 模型的建立及参数的选取根据地质勘探资料可知，由于该岩质边坡地质条件很复杂，岩层分界、断层、软弱结构面交错，给三维建模带来一定的难度，运用Midas/GTS对边坡的地质体及结构进行几何建模和网格划分，重点划分坡体的地表地形、岩体结构节理分层、断层、软弱结构面、破碎带等复杂地质界面网格，使之更接近实际模拟边坡整体的三维几何形态和空间分布情况，可以更真实地模拟实际边坡岩土体之间的三维受力状态和反映边坡的实际形态，其计算结果更符合实际，再运用有限元方法计算边坡稳定性，具体三维建模具体过程如下：(1)边坡坡体的三维地表地形生成。