三峡库区土石混合体的变形与破坏机理研究(赫建明)
土石坝稳定分析
3、孔隙水压力
粘性土在以下情况会产生孔隙水压力：①施工期；②库水位降落；③地震时附加孔隙水压力。
荷载组合 土石坝施工、蓄水和库水位降落的各个时期不同荷载下，应分别计算其稳定性。控制稳定的有施工期（包括竣工时）、稳定渗流期、库水位降落期和正常运用遇地震四种工况，应计算的内容： 施工期的上、下游坝坡； 稳定渗流期的上、下游坝坡； 水库水位降落期的上游坝坡； 正常运用遇地震的上、下游坝坡。
荷载: 1、坝体自重 坝体内浸润线以上部分按湿容重计算，下游水位以上按饱和容重，下游水位以下部分按浮容重计算。 湿容重：单位体积中土、水、空气的重量。 饱和容重：水占满了土中的空隙，单位体积内水和土的重量。 浮容重：土的有效重量，等于饱和容重-1 2、渗透压力： 动水压力方向与渗流方向相同，作用于单位土体上的渗流力可按下式计算：f=γj 式中γ为水的容重，j为渗透坡降 渗透压力对边坡稳定不利
提高稳定的工程措施
如果稳定复核后安全系数不满足设计要求，可在设计中放缓坝坡或提高土石料的填筑标准以增加坝体稳定性。
对已建土石坝，可采用下列措施： 坝脚加压重或放缓坝坡； 加强防渗、导渗措施； 加固地基
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三峡库区巴东李家湾滑坡变形破坏机理研究
三峡库区巴东李家湾滑坡变形破坏机理研究 刘广宁;黄波林;王世昌 【期刊名称】《人民长江》 【年(卷),期】2016(047)008 【摘 要】以三峡库区李家湾滑坡为例，对库水位变动影响下的滑坡变形机理进行了探讨。通过现场详细调查、原位声波测试和室内岩体单轴抗压和耐崩解试验分析，认为滑坡岩性组合特征、节理裂隙发育状况为其变形破坏提供了运动空间，库水位波动、水流流动为滑坡内部岩体运动提供了动力条件。由于软弱夹层的存在，在自身重力作用下，斜坡内部岩体发生剪切滑移，坡面发生拉裂。在库水位周期性波动影响下，前缘坡脚岩体受到江水侵蚀，泥灰岩软弱夹层向内发生凹陷，岩体发生弯折倾倒破坏；在江水的侧向淘蚀作用下，岩体发生滑移、错动、坍塌破坏。
【总页数】5页(P39-42,72) 【作 者】刘广宁;黄波林;王世昌 【作者单位】中国地质调查局 武汉地质调查中心，湖北 武汉430205;中国地质调查局 武汉地质调查中心，湖北 武汉430205;中国地质调查局 武汉地质调查中心，湖北 武汉430205
【正文语种】中 文 【中图分类】P642 【相关文献】 1.固结灌浆钻孔桩墙在滑坡抢险工程中的应用--以三峡库区巴东县将军岭滑坡治理工程为例 [J], 齐振宇;苏爱军;吴柳东;霍欣 2.滑坡体渗流场与库水位波动响应关系研究--以三峡库区李家坡滑坡为例 [J], 孙莹洁;郭宁;潘尚涛 3.三峡库区李家湾滑坡体稳定性分析及治理 [J], 吴亚东;肖盛燮 4.三峡库区巴东县城附近主要滑坡边界轨迹分形分维特征与滑坡稳定性关系 [J], 吴树仁;韩金良;石菊松;张永双;何锋;董诚 5.地下水渗流作用下的三峡库区巴东县赵树岭滑坡稳定性研究 [J], 刘秋强;胡嫚;吕杰堂;程凯
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三峡库区巴东复杂斜坡系统变形机理数值模拟与稳定性研究
三峡库区巴东复杂斜坡系统变形机理数值模拟与稳定性研究刘艳辉;刘传正;李铁锋;连建发【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2007(34)1【摘要】三峡库区巴东斜坡系统复杂,其变形机理与稳定性研究对移民迁建和地质灾害防治具有重要意义.本文采用FLAC3D数值计算方法,对巴东复杂斜坡系统变形机理进行研究,为"重力成因论"提供了支持和佐证.从整个斜坡系统的角度,联合使用数值计算方法(FLAC3D)和极限平衡法(Sarma法),系统研究了巴东复杂斜坡系统在不同蓄水状态下不同层次的稳定性问题,结果表明斜坡系统不存在整体深层滑动的可能性;斜坡系统沿岩层界面或软弱层发生失稳的可能性较小,但赵树岭滑体和黄土坡滑体在表层滑体发生较大变形或失稳的条件下,可能导致滑坡整体复活;在水库调蓄过程中,部分滑坡表层堆积体产生变形破坏的可能性较大.另外,斜坡的表层改造可能会引起斜坡中层稳定性的恶化.【总页数】6页(P47-52)【作者】刘艳辉;刘传正;李铁锋;连建发【作者单位】中国地质环境监测院,北京,100081;中国地质环境监测院,北京,100081;中国地质环境监测院,北京,100081;中国地质环境监测院,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P64【相关文献】1.三峡库区巴东李家湾滑坡变形破坏机理研究 [J], 刘广宁;黄波林;王世昌2.长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究 [J], 刘传正;刘艳辉;连建发3.三峡库区巴东复杂斜坡区工程地质环境质量研究 [J], 刘传正;刘艳辉;连建发;李铁锋;秦胜伍4.三峡库区云阳塞坝"平台式"斜坡变形机理分析 [J], 王建锋;苏爱军;尹先忠;刘大显;王怀球;吴梦喜5.某斜坡变形破坏机理分析及稳定性研究 [J], 颜廷舟;岳敏;黎明;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三峡库区二道河滑坡变形机制研究
三峡库区二道河滑坡变形机制研究杨何;汤明高;蔡国军;何健保;蔡旭宇【摘要】受三峡水库蓄水影响,二道河滑坡出现了变形加剧现象.通过监测数据分析和蓄水过程中滑坡渗流及稳定性数值模拟,分析了滑坡的变形演化过程及变形机制.结果表明:二道河滑坡从开始变形到三峡水库不同阶段蓄水的过程中,经历了由推移式转化为牵引式、由悬浮减重型转化为动水压力滞后型的过程,滑坡变形的地质力学模式为蠕滑—拉裂型.对滑坡变形机制转化的分析可供类似滑坡的分析研究参考.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)008【总页数】6页(P66-71)【关键词】三峡库区;二道河滑坡;变形机制【作者】杨何;汤明高;蔡国军;何健保;蔡旭宇【作者单位】地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),成都610059【正文语种】中文【中图分类】P642.22我国是一个地质灾害频发的国家，而三峡库区因其特殊的地质环境，古(老)滑坡众多，滑坡灾害尤为严重。
自1982年以来，三峡库区曾发生了多次灾难性的滑坡，给人民生命财产、地区经济发展造成了严重的损失。
如1985年湖北省秭归县新滩滑坡[1]、2003年湖北省秭归县千将坪滑坡[2]等，都造成了重大损失。
仅2014年9月，三峡库区就发生了多次的滑坡灾害，其中一座1 000 kW的水电站遭受了毁灭性的损坏，此尚属首例[3]。
因此，对三峡库区滑坡变形机制的研究具有重要现实意义。
针对三峡库区的滑坡地质灾害，许多专家学者对其进行了大量的研究探索。
如彭令等将位移速率与降雨、库水位和地下水进行影响机制分析，建立滑坡变形与外界动态影响因素之间的响应关系[4]；卢书强等通过变形特征的观察和分析，研究滑坡变形失稳机制及影响因素[5，6]；陈涛等基于对地形地貌、物质组成及地质结构等的分析，研究了凉水井滑坡的成因机制；并结合数值模拟结果，探讨了该滑坡的复活机制[7]；朱大鹏、晏鄂川等提出三峡库区堆积层滑坡三类变形模式[8]。
61土石坝事故
按坝高统计，低于15m的水坝溃坝1662座，309座坝高不明。符合国际大坝 委员会定义坝高15m以上的小型水库溃坝为1271座，其中，坝高15～30m的 1173座，占92.3%；30～55m的98座，占7.7%。20m左右的坝溃坝最多，这和 国际统计结果小于30m基本一致。我国尚无坝高超过55m的溃坝记录。 按年代统计，1954～1990年间，2个溃坝高峰在1959～1961年和1973～ 1975年，这正是“大跃进”和“十年动乱”后期。“大跃进”3年内溃坝463座， 占总溃坝数的14.3%。“十年动乱”期溃坝1241座，占38.3%。其中1973年1年 溃坝554座，为平常年份的8倍。但进入20世纪80年代后，溃坝数明显减少，10 年溃坝266座，仅占8.2%。90年代则更少。 按溃坝发生阶段统计，76%溃坝发生在运行阶段，24%发生在施工阶段。大型水 库无施工期溃坝记录，中型水库则相反，施工期溃坝数量占总数58%，小型水库 则都在运行期失事。 按省份统计，溃坝率最高三省都在北方，溃坝率最低的三省都在南方。据李 君纯分析，这与北方比南方干旱、寒冷、土料内含粘土少、地区僻远、经济不发 达有关。 按事故原因统计，洪水漫顶，大都因水文资料短缺，洪水设计不当，标准太 低和泄洪能力不足造成；设计、施工质量差，主要是坝和地基防渗和稳定性不足， 引起管涌、滑坡和开裂而破坏；运行管理不善，包括防汛准备不足，缺少安全监 测，水库操作不当或泄洪闸门故障等；其它，包括临时扒口、泄洪设施失效，人 为干预等；原因不详。其中，洪水漫顶事故最多，这和国际大坝委员会的统计相 同。渗透破坏和滑坡、开裂占第二位，其它事故较少。
二、1949年至今我国的土石坝的广泛建设（大致可分为3个阶段）
①20世纪50年代，首先在海河流域的永定河上修建了北京官厅水库、在淮河流域上修 建了河南省石漫滩、白沙、南湾、板桥和薄山等水库，都是土石坝，坝高在50m以下。 主要以人力为主，辅以少量机具，施工质量较好。由于施工机具的限制，堆石坝没有得 到发展，唯独四川狮子滩水电站采用混凝土重力式防渗墙的人工抛填堆石坝。 ②1958年大跃进开始到70年代，高坝大库不断出现，坝高超过了100m，当坝型仍以 均质土坝及粘土或斜墙的砂砾石坝为主。大部分工程仍以人力施工为主，因机具少。地 基处理上开始引进混凝土防渗墙，可有效地处理深厚砂砾石覆盖层，扩大了坝址建坝范 围。如北京市密云白河土坝，海南省松涛，云南省毛家村，河北省岗南、黄壁庄、王快、 西大洋等大型水库土石坝，都是碾压式土石坝。当时的工程都是在“三边”（边勘测、 边设计、边施工）的情况下进行的，特别是小型水库在“四不清”（流域面积不清、来 水量不清、库容不清、基础不清）的情况下就动工兴建。有些工程虽完成，但工程质量 较叉，“后遗症”多，留下了许多隐患，造成了大批病险水库。但事务要一分为二地看， 这一大批水库，若不在这一高潮中兴建，以后也许就上不去了。因此，对这一时期修建 的工程应该实事求是地评价：成绩是主要的，缺点也不少。 ③自20世纪70年代以来至今，以经济建设为中心，我国高土石坝建设有了突破性的发 展。坝高接近200m，坝型仍以碾压式为主，防渗体主要采用土质心墙和混凝土面板。此 外沥青混凝土及土工合成材料反渗体也开始试用。土质心墙堆石坝已建成的有云南的鲁 布革（坝高103m）、河南小浪底（坝高167m、覆盖层深达80m）；拟建的瀑布沟（坝 高188m、覆盖层75m）等，其规模和难度都处于国际前列。混凝土防渗墙技术已成熟， 造孔机具已有冲击反循环、液压抓斗等机具；墙体材料还发展了塑性混凝土、自凝灰浆 等低弹模材料，墙的深度已达80m，正向100m深度努力。还有其它一些相关技术也得到 或正在努力改进。
Teton坝
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谢谢
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水利工程中土石坝失 事的典型案例—— teton坝（美国）
1
简介
不要小看渗透破坏，我们98年九江口决堤就是因为水力劈裂造成的管涌！ 那什么是水力劈裂呢？ ——hydraulic fracture
2
水力劈裂 hydraulic fracture Nhomakorabea
水力劈裂:又称渗透变形，当水力梯度超过 一定的界限值后，土中的渗流水流会把部 分土体或土颗粒冲出、带走，导致局部土 体发生位移，位移达到一定程度，土体将 发生失稳破坏，这种现象称为渗透变形。 水力劈裂主要有二种形式: (1) 流土(砂):渗流水流将整个土体带走的 现象。 (2) 管涌:渗流中土体大颗粒之间的小颗粒 被冲出的现象，可以发生于局部范围，但 也可能逐步扩大，最后导致土体失稳破 坏。——teton 坝
破坏时间间隔很 短，——渗透破 坏具有突然性
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坝底的设施几乎被彻底摧毁
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水力劈裂（管涌）后果不容小视
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如何防止水力劈裂？hydraulic fracture
（1）控制土石坝设计条件 ：由于水力劈裂机理分析可知坝中存在低应力区可 导致水力劈裂的产生。 因此，设计中应努力消除不均匀沉降的因素，以避免 坝内产生低应力区。 （2）控制水库运行条件 ：大量资料表明，在水库初次蓄水至最高水位，且蓄 水速率较快时最容易引起土石坝水力劈裂。这是由于蓄水初期，坝体还未来得 及在自重下充分固结，土体内的有效应力还不足以阻止库水压力的劈裂作用。 另外，蓄水速率较快时，坝体中某些原先就存在的裂缝来不及愈合就被库水压 力劈开。相反，若蓄水速率较慢，库水能充分渗入周围的土体就不可能形成劈 缝压力。因此，在水库初次蓄水时，应限制蓄水速率不要太快，同时要严密监 视土石坝的表现。 （3）优选防渗体土料 ：防渗体土料应避免用分散性土或易冲蚀性土，以防止 水力劈裂引起的初始渗漏导致垮坝失事，尽量减小不均匀系数。 （4）在防渗体下游侧设置反滤层：当水力劈裂缝形成时，下游反滤层可使防 渗体免遭渗透水继续冲刷，保证大坝安全。 总之，危害土石坝安全的最主要因素是渗流破坏。水力劈裂是导致土石坝因集 中渗漏而失稳的可能原因之一。只要从土石坝设计条件和水库运行条件两方面 加以控制采取必要措施，就可保证土石坝不因水力劈裂而造成破坏。
第10章 坝基岩体稳定分析140414
美国加州 Monticello Dam
坝肩岩 体滑移 条件
VA
O
H
3N
1
4 E2
·分力方向以外的结构面成为其横向切割面
·在分力夹角范围内的侧向滑动面 软弱夹层
·岩体下部近水平或较平缓结构面 层面
·河谷边坡构成天然的临空面
断层裂隙面
构成 底滑面
各种地形地质条件对拱坝坝肩岩体稳定的影响
重庆云阳盖下坝水电工程 双曲拱坝右坝肩岩体
节理
滑动面
低于坝基底面与基岩接触面的抗剪强度 其抗剪强度
低于岩体中其它界面或部位的抗剪强度
可单一 其出现形式 可由两组或多组结构面组成
峨眉山龙门洞地质实习点，何鹏摄于2001年11月
⑵ 滑移破坏形式
坝基岩性软弱 岩层 产生滑动的原因 软弱夹层埋藏浅 产状 平缓 现象：在水平推力作用下,下游岩层容易向上弯曲形成浅层
1. 坝基岩体滑动破坏类型 类 型 产生部位 产 生 原 因
τ计算指标 c、φ值
① 基岩太完整坚
表层滑动
沿坝底与基
硬，其强度远超过 混凝土坝体强度
岩的接触面 ② 基岩面处理不当
或混凝土浇筑质量
不好
① 基岩体软弱
浅层滑动
浅层岩体内 ② 基岩体表部风化 的剪切破坏 破碎层没有挖除干
净
取自混 凝土与 基岩的 接触面
分布 情况
·横切面上起到滑移的推动作用 作用 ·滑动面上起到抵消正应力从而降低抗滑力的作用
② 潜蚀（管涌）
⑵ 坝下游河床冲刷问题 ·为滑动造成陡立临空面
冲刷的后果 ·或造成岸坡的不稳定
安全 ·对于陡倾岩层：L/d>2.5 规定 ·对于缓倾岩层：L/d>5.0
三峡库区香溪河段典型滑坡变形特征分析
三峡库区香溪河段典型滑坡变形特征分析
三峡库区香溪河段典型滑坡变形特征分析
本文从坡形采集人手,对三峡库区香溪河段蓄水后发生变形的滑坡进行归纳统计.统计表明,近水库岸坡为凸形的滑坡更容易发生变形.对香溪河段典型滑坡进行了长期地表位移监测,获得八字门滑坡和白家包滑坡的变形曲线为台阶状,耿家坪滑坡的变形曲线为脉动形.近库水微地貌为凸岸,滑体物质为老滑坡堆积物的滑坡变形曲线为台阶状,变形具积累性;近库水微地貌为凹岸,滑体物质为崩塌堆积物的滑坡变形曲线为脉动形,变形具"弹性".
作者：黄波林陈小婷彭轩明张业明 HUANG Bo-lin CHEN Xiao-ting PEN Xuan-ming ZHANG Ye-ming 作者单位：黄波林,陈小婷,HUANG Bo-lin,CHEN Xiao-ting(宜昌地质矿产研究所,宜昌,443003;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室,成都,610059)
彭轩明,张业明,PEN Xuan-ming,ZHANG Ye-ming(宜昌地质矿产研究所,宜昌,443003)
刊名：水文地质工程地质ISTIC PKU英文刊名：HYDROGEOLOGY AND ENGINEERING GEOLOGY 年，卷(期)：2007 34(4) 分类号：P642.22 关键词：香溪河段滑坡坡形变形曲线台阶状脉动形。
基于FLAC_3D的土石混合体原位直剪试验数值模拟研究
基于FLAC_3D的土石混合体原位直剪试验数值模拟研究宋岳;罗浩然;柳滔【摘要】基于莫尔-库伦模型理论,采用有限元软件FLAC 3D,对三峡库区滑坡处的土石混合体进行了原位直剪试验数值模拟研究.通过分析试件不同竖向位移和横向剪切位移处的7个监测点的模拟试验数据,结果表明:竖向位移相同处的不同监测点1—7,峰值强度整体先减小后趋于稳定;剪切应力开始随着剪切位移增加而急剧爬升.当剪切位移达到0.09 m时,剪切面剪切力到达"峰值",而后趋于稳定.土石混合体在剪切的过程中内部应力呈现不均匀分布,试样中的石块比周边土体更晚进入塑性变形.上述结果可为三峡库区土石混合体滑坡体加固工程提供理论依据.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2018(039)009【总页数】5页(P33-37)【关键词】土石混合体;直剪试验;塑性区;数值模拟【作者】宋岳;罗浩然;柳滔【作者单位】三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】TU411长江三峡水库多达5 000余公里的库岸线上，经过长期蓄水后，存在着140段约343 km的欠稳定和不稳定库岸，占总库岸线长度的6.8%。
根据调查统计有80%～90%的库岸滑坡属于土石混合体堆积体，组成这些松散堆积体，主要由滑坡积物、残坡积物、崩坡积物等物质组成，多含砾石、砂石、碎石，具有不均匀特性。
在岩土工程建设领域，土石混合体属于经常遇到而又必须妥善处理的地质体，其本身力学性质具有特殊性：强度参数对环境敏感性高且具有高度的环境依赖性。
由于三峡库区不同的土石混合体滑坡的成因有所不同，造成其岩石的生成条件、颗粒组成、含石量、风化程度等一系列物理参数和力学性能存在一定的差异。
因此，研究三峡库区造成滑坡的土石混合体不仅具有理论意义，还具有工程价值。
土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究
土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究土石坝在水利、交通、能源等领域具有广泛应用，但其安全问题一直是研究热点和难点。
土石坝漫顶溃决是土石坝破坏的一种典型形式，因此研究土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法具有重要意义。
一、土石坝漫顶溃决机理模型土石坝漫顶溃决机理可分为两步骤：首先，泄洪沟不能及时将坝顶来水全部引走，形成坝顶溢流；其次，坝顶溢流贯通坝体、破坏坝体稳定性。
因此，影响土石坝漫顶溃决的因素包括坝型、水文、水位、土石坝性质等多方面内容。
以此为基础，可以建立起土石坝漫顶溃决机理模型。
二、数值模拟方法数值模拟方法可以在不同的仿真条件下对土石坝漫顶溃决过程进行模拟和分析。
具体步骤包括：1.建立数值模型：通过有限元法、有限体积法等建立数值模型，对土石坝的物理特性进行描述。
2.设定边界条件：水文条件、土石坝性质等不同边界条件需求不同的仿真模型，而模拟结果的精度也与模型设置的边界条件有关。
3.仿真模拟：在设定的边界条件下，按照碰撞流或浅水流的方法，通过数值逼近的手段得到土石坝漫顶溃决过程的具体细节，包括水流特性、破坏形态和破坏后坝体稳定性等。
4.仿真结果分析：得到结果后，通过分析结果，可以对土石坝漫顶溃决机理作进一步探讨。
此时，还需要结合实际情况对仿真结果进行验证和修正，以保证模型的准确性。
总体而言，建立模型是模拟的前提，而模拟方法的选择又决定了模拟效果的好坏。
因此，在进行仿真模拟时，还需要对上述步骤进行深入研究，以获得更准确的结果。
总之，土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法的研究对土石坝工程安全的保障和水利灾害的防范具有重要意义。
相信在未来的研究中，研究人员们能够进一步推进相关的理论和技术，以提高土石坝的安全性及其在各领域的效益。