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攀枝花机场12#滑坡及后壁的变形监测与稳定性分析

作　者: 谷声早
导　师: 汪家林
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 滑坡形成机制蠕滑变形钻孔倾斜仪稳定性数值模拟
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

攀枝花机场场地由于地质条件复杂,在机场建设时期便有滑坡地质灾害发生,2009年10月3日攀枝花机场东侧再次发生大规模的滑坡,即:攀枝花机场12#滑坡。滑坡发生后,滑坡体一直处于蠕滑变形状态,进入2010年雨季后,在降雨因素的诱发下,滑坡体变形进入加速变形阶段,最终导致2010年8月中旬滑坡的复活。攀枝花机场12#滑坡的变形破坏特征具有独特性,对攀枝花机场的安全运营存在重大影响。通过滑坡变形监测的开展,可以判断滑坡不同部位变形特征、分析滑坡体的稳定状态,研究该滑坡的变形破坏机制,分析其稳定性,对防灾减灾具有重要的指导意义。本文以“攀枝花机场12#滑坡”为研究对象,通过对滑坡的工程地质环境条件、岩土体结构特征、滑坡变形破坏迹象以及对滑坡岩土体物理力学参数试验分析的基础上,对滑坡形成机制进行了分析研究;通过滑坡变形监测,对滑坡复活前、后的地表位移监测成果和深部变形监测成果进行了详细的分析;运用极限平衡法与FLAC3D数值计算的方法,对填筑体滑块区和滑坡后缘填筑体高边坡在各种工况下的稳定性进行了分析评价,评价结果认为填筑体滑块区稳定性安全储备偏低,雨水是影响滑坡的稳定性主要诱导因素。具体内容及成果如下:(1)成都理工大学对攀枝花机场12#滑坡及滑坡后缘填筑体高边坡开展了深部变形监测和地表位移监测,监测成果表明:天然状态下填筑体滑块区以一定的速率发生着蠕滑变形,填筑体滑块区后部的Ⅰ-1区和Ⅰ-2区是控制滑坡变形的关键部位,是首先产生滑动的区域,中前部变形主要是后部推移作用的结果。降雨因素是导致滑坡体的变形速率增大的诱导因素,并最终导致了攀枝花机场12#滑坡的复活,随着滑坡体滑动动能的消散和攀枝花雨季的结束,滑坡体变形趋于缓和,监测数据验证了该滑坡属于“蠕滑—拉裂型”滑坡;天然状态下,滑坡后缘填筑体高边坡以较小的变形速率发生变形,雨季中变形速率有少量的增加。监测结果表明经过钢管桩应急处治和应急度汛加固工程后,该部位稳定性有了较大提高,但钻孔倾斜仪深部变形监测成果揭示该部位可能有潜在滑动面发育。(2)采用极限平衡法对滑坡的主动滑区—填筑体滑块区和滑坡后缘填筑体高边坡在天然、暴雨、地震、暴雨+地震等工况下的稳定性进行了定量评价。计算结果表明:天然状态下,填筑体滑块区安全储备偏低,填筑体高边坡基本能保持稳定;暴雨、地震状态下,填筑体滑块区可能产生大规模的失稳破坏,填筑体高边坡局部可能出现失稳的状况;暴雨+地震状态下,滑坡体和填筑体高边坡将发生大规模的失稳破坏。(3)通过FLAC3D数值模拟的方法分析滑坡后缘填筑体高边坡在天然、暴雨、开挖+暴雨工况下的变形和应力场特征,评价其稳定性状况,并与监测成果进行了对比分析。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章前言  11-22
  1.1 选题依据及研究意义  11-15
  1.2 国内外研究现状  15-20
    1.2.1 滑坡监测的发展及应用  15-16
    1.2.2 滑坡稳定性分析方法研究现状  16-20
  1.3 研究内容与技术线路  20-22
第2章研究区工程地质条件  22-26
  2.1 气象水文条件  22
  2.2 地形地貌  22
  2.3 地层岩性  22-24
  2.4 地质构造  24-25
  2.5 水文地质条件  25
  2.6 地震  25-26
第3章滑坡特征与形成机制分析  26-40
  3.1 滑坡的基本特征  26-33
    3.1.1 滑坡的规模  26
    3.1.2 滑坡分区及各区基本特征  26-30
    3.1.3 滑体物质及滑动带（面）特征  30-31
    3.1.4 滑坡区岩土体物理力学性质  31-33
  3.2 滑坡后缘填筑体高边坡特征  33-36
    3.2.1 结构形态特征  33-35
    3.2.2 填筑土体物理力学性质  35-36
  3.3 滑坡形成机制分析  36-37
  3.4 滑坡复活变形破坏特征  37-40
    3.4.1 滑坡体变形特征  37
    3.4.2 滑坡后缘填筑体高边坡变形特征  37-40
第4章滑坡监测与监测成果分析  40-85
  4.1 监测布置  40-43
    4.1.1 滑坡监测目的及任务  40-41
    4.1.2 监测仪器布置  41-43
  4.2 监测方法概述  43-48
    4.2.1 地表位移监测  43-47
    4.2.2 深部变形监测  47-48
  4.3 滑坡在雨季前的变形特征  48-55
    4.3.1 前期地表位移监测成果  48-50
    4.3.2 前期滑坡体深部变形监测成果  50-55
  4.4 滑坡体在雨季复活的监测成果分析  55-69
    4.4.1 滑坡体在雨季复活的过程分析  55-56
    4.4.2 滑坡体复活前的变形特征分析  56-63
    4.4.3 滑坡体复活后的变形特征分析  63-67
    4.4.4 滑坡体雨季监测的总结分析  67-69
  4.5 滑坡后壁及土面区监测成果分析  69-83
    4.5.1 滑坡后壁及土面区地表位移监测成果分析  69-77
    4.5.2 滑坡后壁及土面区深部变形监测成果分析  77-83
  4.6 小结  83-85
第5章滑坡体及后壁的稳定性分析  85-93
  5.1 极限平衡法原理及方法选择  85-87
  5.2 滑坡体稳定性计算分析  87-90
    5.2.1 滑坡体计算剖面选取  87-88
    5.2.2 计算参数的选取  88
    5.2.3 计算工况  88-89
    5.2.4 计算结果及分析  89-90
  5.3 滑坡后缘填筑体高边坡稳定性计算分析  90-92
    5.3.1 填筑体高边坡计算剖面选取  90
    5.3.2 计算参数的选取  90-91
    5.3.3 计算工况  91
    5.3.4 计算结果及分析  91-92
  5.4 小结  92-93
第6章滑坡后缘填筑体高边坡变形特征的数值分析研究  93-106
  6.1 有限元三维数值建模  93-95
    6.1.1 FLAC3D 基本原理  93-94
    6.1.2 计算模型的建立  94
    6.1.3 边界条件的确定  94-95
    6.1.4 计算参数的选取  95
  6.2 变形特征分析  95-104
    6.2.1 天然状态分析  96-99
    6.2.2 暴雨状态分析  99-101
    6.2.3 开挖+暴雨状态分析  101-104
  6.3 数值模拟结果与监测成果的对比分析  104
  6.4 滑坡后缘填筑体高边坡的稳定性评价  104-105
  6.5 小结  105-106
结论  106-108
致谢  108-109
参考文献  109-112
攻读学位期间取得学术成果  112

攀枝花机场12#滑坡及后壁的变形监测与稳定性分析

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