（地质工程专业论文）瓦屋山水电站环库区移民场地边坡稳定性分析.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 瓦屋山水电站环库区移民场地是洪雅县瓦屋山水电站工程移民迁建的重点 地区，也是库区内边坡地质灾害多发地区。边坡在复杂地质环境、大规模的工 程活动及暴雨等条件下，可能会发生变形，甚至失稳破坏。一旦失稳，将阻断 交通，严重威胁人民的生命、财产安全。同时危及移民工程的建设，影响瓦屋 山水电站工程移民工作进度。该场地边坡多为第四系冰水堆积、冰水湖堆积层 边坡，具有特殊的工程性质。为加快瓦屋山水电站环库区移民场地地质灾害治 理工作的进度，确保库区移民搬迁，对该区边坡灾害进行综合治理已刻不容 缓。 边坡稳定性分析和治理研究是边坡工程研究的核心问题。本文针对该地区 边坡的特殊地质、环境与工程条件，在广泛了解相关资料的基础上，深入系统 的分析了该地区地质灾害体的成因及现状。根据边坡的特征，运用现场调查、 实验室土工试验、数值计算、理论分析和方案比选等方法，并结合具体边坡实 例，对该地区边坡的综合治理进行了研究。其主要内容和成果包括： ( 1 ) 本次研究以野外调查为主要手段，对研究区内所有灾点逐一进行现 场调查，对严重的灾害点进行现场取样，以便进行土工试验，以此来确定场地 岩土的物理、力学、水理性质。并利用现有的各种相关资料，从整体上把握该 区边坡的工程地质条件，并提出影响边坡稳定性的因素。 ( 2 ) 在研究区，降雨是边坡稳定性的主要影响因素之一。在非饱和土坡 稳定性验算中，由于非饱和土体中基质吸力对边坡稳定性有利，故不考虑孔隙 水压力的影响。然而降雨使土体含水量增加，导致粘聚力、内摩擦角和基质吸 力降低，从而在整体上降低了土体的抗剪强度：降雨使非饱和土坡重度增加， 下滑力增大：雨水入渗产生渗透力等这些因素都对边坡的稳定性不利。根据调 查分析，降雨量、地下水位与边坡的稳定性之间都存在着密切的关系，但以往 人们对这种关系的认识和理解仍很不充分。论文从分析降雨诱发边坡失稳的原 因入手，研究雨水入渗引发滑坡的物理过程，建立定量的分析模型。根据建立 的分析模型，研究降雨与边坡稳定性之间的关系。结果表明：对稳定性安全系 数( 不考虑降雨作用时) 较大的边坡，滑坡主要发生在降雨初期，降雨引起局部 稳定性降低：对稳定性安全系数( 不考虑降雨作用时) 较小的边坡，既可能在降 雨初期发生局部失稳，也可能在长期降雨作用下发生整体失稳。 ( 3 ) 在了解研究区边坡防治的基本原则、方法及综合治理措施的基础 上，结合具体滑坡实例从预防与治理两方面出发，研究滑坡综合治理措施。提 蘸南交通大学硕士研究生学位论文 第ll 荚 出了三种综合治理的方案，并对各个方案的特点和适宜性进行了分析，通过方 案比选，决定采用方案二抗滑桩与截排水相结合为滑坡治理的综合治理方案。 关键词：瓦屋出水电站环库区；质边坡；稳定性分奉厅；防治措施 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1ii 页 a b s t r c a t t h ea r e aa r o u n dw a w um o u n t a i nh y d r o p o w e rs t a t i o ni nh o n g y ac o u n t yi so n e o ft h ek e ya r e a sw h i c hh a v et oe m i g r a t et h e i rr e s i d e n t sd u et ot h ec o n s t r u c t i o no f w a w um o u n t a i nh y d r o p o w e rs t a t i o n ，a n da tt h es a m et i m ew h i c ha r es l o p s s t r i c k e n a r e a s m a n ys l o p sm a yb eh a p p e n e dd e f o r m a t i o n , e v e ni n s t a b i l i t yd a m a g e ，r e s u l t i n g f r o mi n d u c e m e n t so fc o m p l e xg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，l a r g e s c a lp r o j e c t sc o n s t r u c t i o n a n dl o n g t i m em i n i n g ，w i l lb l o c kt r a f f i c ，s e r i o u s l yt h r e a t e nt h ep r o p e r t i e sa n dl i v e so f i t sl o c a lp e o p l e ，a sw e l la st h ep r o g r e s so fe m i g r a t i o nt h e r eo n c ei tl o s e si t ss t a b i l i t y m a n ys l o p si nt h i ss i t ea r eq u a t e r n a r ys y s t e mi c e - w a t e ra c c u m u l a f i o n a ls l o p so ri c e - l a k ea c c u m u l a t i o n a ls l o p sw h i c hh a v es p e c i a le n g i n e e r i n gc h a r a c t e r i s t i c s ot os p e e d u pt h ep r o g r e s so fd e a l i n gw i t hg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nw a w um o u n t a i nh y d r o p o w e r s t a t i o na r e aa n dg u a r a n t e es m o o t he m i g r a t i o nt h e r e ，c o m p r e h e n s i v e l yt a c k l i n gs l o p si n t h i sa r e ac a l l tb ed e l a y e da n ym o r e s l o p es t a b i l i t ya n a l y s i sa n dt r e a t m e n ts t u d y a r et h ec o r ep r o b l e mt os l o p e e n g i n e e r i n gr e s e a r c h t h i sp a p e rh a ss y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e dg e o l o g i c a l l yd i s a s t r o u s b o d y sc u r r e n ts i t u a t i o na n di t sc o n t r i b u t i n gf a c t o r sb a s e do ni n - d e p t hu n d e r s t a n d i n g i t ss p e c i a lg e o l o g y ，e n v i r o n m e n t ，e n g i n e e r i n gc o n d i t i o n sa n dr e l a t e dm a t e r i a l si nt h i s a r e a a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fs l o p si nt h i sa r e a ，u s i n gs c e n ei n v e s t i g a t i o n , l a b o r a t o r ys o i lt e s t , n u m e r i c a lc a l c u l a t i o n , t h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dp r o j e c ts e l e c t i o n , a n dc o m b i n i n gw i t hs p e c i f i ce x a m p l e so fs l o p e ，t h e r ei sas t u d yo nt h ec o m p r e h e n s i v e t r e a t m e n to ft h ea r e as l o p e t h em a i nc o n t e n t sa n dr e s u l t sa t t a i n e da r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) p r i n c i p a lm e a n so f t h er e s e a r c hi sf i e l di n v e s t i g a t i o n 户d lm ed a n g e r o u sp o i n t si n s t u d ya r e aa r ei n v e s t i g a t e do n eb yo n e ，a n dt h es e r i o u sd a n g e r o u sp o i n t sn e e df i e l d s a m p l i n gf o rs o i lt e s t s ，i no r d e rt od e t e r m i n e t h ef i e l dg e o t e c h n i c a lp h y s i c a lp r o p e r t i e s ， m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，a n dw a t e r - p h y s i c a lp r o p e r t i e s t h ep a p e rg r a s p st h es l o p e s e n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o n sb yu s i n ga l lr e l e v a n ti n f o r m a t i o ne x i s t i n gn o w ， a n dp u t sf o r w a r dt ot h ei n f l u e n c ef a c t o r so fs l o p es t a b i l i t y ( 2 ) i ns t u d ya r e a ，t h er a i n f a l l i so n eo f t h em a i ni n f l u e n c ef a c t o r so f t h es t a b i l i t yo f s l o p e t h es t a b i l i t yc h e c k i n gc o m p u t a t i o n si ns l i g h ts a t u r a t es l o p ed o e s n tc o n s i d e rt h e i n f l u e n c eo f t h ew a t e rp r e s s u r es t r e n g t ho f h o l e ，b e c a u s ei ti s u s e f u lt ot h es t a b i l i t yo fs l o p et h e r ei ss u c t i o ni ns a t u r a t es o i l b u tr a i n f a l lm a k e c o n t a i n i n gw a t e ri ns o i lb o d yi n c r e a s e ，g l u ea n dg a t h e rs t r e n g t h ，i n t e r i o ra n g l eo f 匿南交遗大学硕士研究生学位论文第l ￥页 f r i c t i o na n ds u c t i o nr e d u c e ，t h u sr e d u c er e s i s ts h e a r i n gf o r c eo fs o i lb o d ya tw h o l e ； a n dm a k ew e i g h to fs l i g h ts a t u r a t es l o p ei n c r e a s e ，i tb r i n gg l i d ef o r c eu p ；a tt h es a m e t i m e ，p r o d u c es e e p a g ef o r c e t h e s ef a c t o r sa r ed i s a d v a n t a g e o u st os t a b i l i t yo fs l o p e a c c o r d i n gt oi n v e s t i g a t i n ga n da n a l y s i s ，r a i n f a l l w a t e rt a b l eh a v ec l o s er e l a t i o nw 搬 s t a b i l i t yo fs l o p e ，b u tp e o p l ew e r es t i l lv e r yi n s u f f i c i e n tt ou n d e r s t a n d i n gt h i sk i n do f r e l a t i o ni nt h ep a s t t h e s i sa n a l y z et h ec a u s e st h a tr a i n f a l lb r i n go u ts l o p el o s e , s e tu p q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm o d e l 。a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i sm o d e l ，s t u d yt h er e l a t i o n b e t w e e nr a i n f a l la n dt h es l o p es t a b i l i t y t h er e s u l ts h o w s ，t h a tt h es l o p eh a v i n gh i 曲 s t a b i l i t ys a f e t yf a c t o r , m a yl o s em a i n l yp a r ts t a b i l i t yi nt h ei n i t i a ls t a g eo fr a i n f a l l ， a n dt h a tt h es l o p eh a v i n gl o ws t a b i l i t ys a f e t yf a c t o r ，m a yl o s ep a r ts t a b i l i t yo nt h e i n i t i a ls t a g eo f r a i n f a l l ，o rm a yl o s ew h o l l ys t a b i l i t ya f t e rr a i n f a l lf o ral o n gt i m et o o ( 3 ) o nt h eb a s i so f u n d e r s t a n d i n gt h eb a s i cp r i n c i p l e 、m e t h o d sa n dc o m p r e h e n s i v e c o n t r o lm e a s u r e so fs l o p ec o n t r o li ns t u d ya r e a ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e dl a n d s l i d e c o m p r e h e n s i v ep r o g r a mo fp u b l i co r d e rm e a s u r ef r o mp r e v e n t i o na n dt r e a t m e n t a s p e c t t h r e e k i n d so fc o m p r e h e n s i v es c h e m e so fp u b l i co r d e ra r ep r o p o s e da n d a n a l y z e df e a t u r e sa n da d a p t a t i o no fe a c ho n er e s p e c t i v e l y i nt h ee n d ，i tc l a r i f i e dt h e p r o j e c tc o m b i n e d a n t i s l i d ew i t hd r a i n a g ea n di n t e r c e p t i o ns y s t e mi st h eb e s tm e t h o d o f t r e a t m e n ti nt h el a n d s l i d eb yc o m p a r i n gt h e m k e y w o r d s ：a r o u n dw a w um o u n t a i nh y d r o p o w e rs t a t i o n ：s o i ls l o p e ：a n a l y s i so f s t a b i l i t y ；p r e v e n t i o nm e a s u r e s 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密昏使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：毕纽掬 日期：如易。j 7 ， 珍哆 夕 各彤 捌 刀 师 ) 老 ：导期指同 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工 作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由 本人承担。 学位论文作者签名：牛缸掏 日期：脚“月j 7 日 匿南交通大学硕士研究生学位论文第 爽 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景、目的和意义 我国复杂的地质构造、多变的山地生态环境，具备山地灾害的形成条 件，因而由地灾害发育广泛，活动频繁，是由地灾害最严重的国家之一。尤 其是我国西南出区，位于青藏高原的周边地带，地处我国第一个地形梯队 带，伴随青减高原第四纪期间的快速隆升，周边河谷如澜沧江、怒江、金沙 江、雅碧江、大渡河、峨江等强烈快速下切，地形切割陡峻，形成高原东侧 横断出系高出峡谷地魏景观；地矮构造复杂，周边断裂如龙门出断裂、鲜水 河断裂、安宁河一则木河一红河断裂等频繁的新活动，使强烈地震沿这些断 裂带频繁发生；加之该区降水量和降雨强度较大，造就了这地区复杂的环 境地质条件，使崩塌、滑坡、泥石流等浅表生地质灾害异常突出。 洪雅县地处四川盆地西南边缘，地形由话南向东北高低梯次变化形成高 山、中山、深丘、浅丘、台地、河谷、平坝，地貌以山地丘陵为主，河谷 平坝分布在青衣江、花溪河涎岸，素有“七出二水一分团之称。随着西部 大开发战略的逐步实施，尤其是瓦屋山水电站的开工建设，使位于瓦屋山电 站环库区1 0 0 0 - 1 3 0 0 m 高程范围，地理坐标为东经1 0 2 。4 9 1 0 3 。3 2 ， 北纬2 9 。2 4 - - 3 0 。0 0 的洪雅县瓦屋由电站环库区移民建房在复杂地质环 境和大规模工程活动、水库蓄水及暴雨等复杂条l 牛下，可能会有大量的松散 堆积边坡发生变形甚至失稳破坏。这种在数年至数十年内由人为活动导致的 地质环境变化远远超过过去1 0 年、1 0 0 年甚至1 0 0 0 年自然地质作用所塑造 的结果。它必然打破地质环境的平衡，会影响地基和边坡的稳定，触发滑坡 和崩塌等边坡等地质灾害。 该电站移民场地多为第四系冰水堆积、冰水湖堆积层，具有特殊的工程 性质。因此，对该地的第四系覆盖层边援进行稳定性分析与评价及灾害治理 就变的迫在眉睫，具有重要的现实意义，值得深入研究。另外，据国内外滑 坡记载，许多滑坡发生在雨季或暴雨期间，降雨与公路边坡稳定性之间存在 着密切的关系，降雨俸用下土坡的稳定性是一个有待深入研究的复杂阉题， 近几年，已有不少学者开始致力于这方面的研究。在研究区存在着膨胀土、 嚣南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 残积土等糙土质边坡，且许多边坡曾因降雨丽弓| 起滑坡。因此，深入研究降 雨引起的边坡失稳的规律、建立定量分析模型，对于滑坡的预测和预防有重 要的指导意义。 1 2 国内外研究现状 王。2 。王边坡稳定性问题研究现状 晷 f ，囡内辨对边坡稳定性分析已有比较成熟的理论和方法。迄今为止， 在工程领域应用可大致定性分析法和定量分析法两大类以及边坡稳定性分析的 新方法。 ( 1 ) 定性分析方法。它是一种以稳定性地质判别标志为基础的地质分 析法，常用的方法主要有：自然历史分析法、工程地质类比法、边坡稳定性 分析数据库和专家系统、图解法。此外还有边坡稳定性分析数据库和专家系 统法以及用于评价岩坡稳定性的s m r 法。以追索壤塌、。滑坡的演化历史和 发展规律为重点，通过数理统计分析，提出稳定性判别标志，对滑体稳定性 作出合理评价。 ( 2 ) 定量分析法。它是一种应用岩体力学、土力学的理论和方法，依 靠经典数学物理方程，求解稳定系数，通过计算机分析计算崩滑体内的应力 应变分布状态，从而达到稳定性评价与预测的目的。定量分析法大体可分为： 极限平衡法和数值分析法。目前己有了多种极限平衡分析方法， 如：f e l l e n i u s 法、b i s h o p 法、j a u b u 法、麓o r g e n s t e r n p r i n e e 法、余推力 法、s a r m a 法、楔体极限平衡分析法等等。数值分析方法主要有：有限元方 法、边界元方法、离散元方法、d d a 方法、拉格朗日法、数值流行与无单元 方法、爨藤元方法、运动单元法、块体理论分析法和概率可靠度分析方法等 危灯 霄0 另外，近几年，随着边坡稳定性研究的进展，还出现了一系列边坡稳定 性分柝的新方法，也取得了较好的效果。如边坡系统破坏非线性动力学、边 坡系统变形破坏的自组织、滑坡预测中的分形分维理论、边坡稳态判别的灰 色系统理论、边坡稳定分析的模糊综合评判法、人工神经网络分析方法、遗 传算法、复合法等。 以上大多数边坡稳定性分析大都是基于应力分析基础上定义安全系数，丽 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 z i e n k i e w i c z ( 1 9 7 5 ) 提出的边坡安全系数的强度折减法，它是将岩土体抗剪 强度进行折减，用边坡刚好达到临界破坏时抗剪强度折减的程度来定义安全系 数。许多学者经过研究，指明它具有一定的合理性。 上述各种稳定性评价和分析方法，各有侧重、优点和不足，并且已经广泛 运用于生产实践中，并将在实践中得到进一步补充和完善。 1 2 2 赋水条件下的边坡稳定分析现状 水作为一种敏感性因素对边坡不稳定作用的机理究竟如何，尚未得到深入 研究，还处于初级阶段，很不完善。虽然有很多学者对其作了一些研究，但都 还处于摸索阶段，或者是定性地分析其影响，或是得出一些经验公式说明其相 互关系。总之，还没有自成体系，形成具有普遍意义的应用研究，指导实际应 用。实践中发现，边坡体内绝大多数地下水位随时间、空间有很大的变化，降 雨条件情况下更是如此。因此，我们应该用动态的思维来研究水作用下边坡的 稳定性。 近年来，国内有不少学者对边坡处于有水环境的情况进行了研究，也得出 了一些比较有意义的结论。梁尧簇【1 3 j ( 1 9 8 2 ) 研究了渗透水流对边坡稳定性的 影响，得出了渗透动水压力对边坡稳定性的影响机理，认为边坡体内岩土体的 裂隙分布、走向和开度是其重要的影响因素。周志芳，龚友平1 1 4 j ( 1 9 9 0 ) 考虑 边坡体内地下水动态变化，提出了用有限单元法计算、评价边坡稳定性，并以 此可作出边坡稳定性的动态预报。 考虑降雨时的边坡稳定性研究正在不断的完善和发展之中。李悼芬等l l 5 j ( 1 9 9 7 ) 分析了滑坡与降雨的关系，认为香港绝大多数滑坡是由于短期强烈暴雨 所至。陈守义i i6 j ( 1 9 9 7 ) 运用非饱和土壤水分运动问题的研究方法，求解给定 入渗和蒸发边界条件得斜坡土体瞬态含水率分布，假定非饱和土抗剪强度与饱 和度之间存在一定的函数关系，据此将瞬态含水率分布换算为斜坡土体瞬态抗 剪强度参数分布，再在此基础上使用常规土坡稳定性分析方法计算土坡瞬态安 全系数。谢守益等【 j ( 1 9 9 9 ) 对降雨诱发滑坡机制进行了研究，认为该类滑坡 可分为暴雨诱发和久雨两种情况，并受滑坡物质条件、结构条件控制。吴宏伟 等i l8 j ( 1 9 9 9 ) 用有限元法研究了雨水入渗对非饱和土坡稳定性的影响，结果表 明降雨强度、时间和雨型以及土体渗透系数等对暂态渗流场及斜坡稳定性有明 显的影响。姚海林等u 9 j ( 2 0 0 1 ) 对膨胀土边坡进行了考虑裂隙和降雨入渗影响 的稳定性分析，并对考虑裂隙和不考虑裂隙的情况进行比较，认为考虑裂隙影 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 响的边坡降雨入渗和稳定性分析更为合理和实用。胡明鉴等1 2 0 l ( 2 0 0 1 ) 通过试 验对降雨条件下激发滑坡进行了研究，表明：粘聚力和内摩擦角与含水率呈线 性递减关系，降雨激发滑坡是在以降雨为主导因素的多种因素综合作用下发生 的复杂过程，而且还存在一定的滞后效应。林鲁生等1 2 ( 2 0 0 1 ) 运用非饱和土 强度理论，提出非饱和土等效凝聚力新概念，从而可方便地使用常用的 b i s h o p 法等极限平衡法进行考虑降雨入渗影响边坡稳定分析计算。f r e d i u n d 等1 2 2 】【2 3 j ( 1 9 8 7 ，1 9 9 7 ) 反复强调负空隙水压力对边坡的影响，并重新研究了边 坡稳定分析中的安全因素计算公式，采用6 a l e r k i n 有限元法模拟稳态和瞬态 流场，通过渗流分析得出暴雨开始后不同时刻的空隙水压力分布，从而分析土 坡在不同时刻的稳定性。a o n s o 等1 2 4 j ( 1 9 9 5 ) 进行了土坡二维非饱和渗流和极 限平衡法的联合分析，考虑土的类型、降雨持时、降雨强度、水分保持曲线的 形状和土的渗透性，研究认为安全系数变化所需时间和土的渗透系数成反比。 n g 和s h i 2 5 j ( 1 9 9 8 ) 针对香港情况用有限元法研究了各种降雨事件和初始条件 对暂态渗流和斜坡稳定性的影响，研究结果表明，雨水入渗引起基质吸力的减 小和非饱和土渗透性的增大，并在主要地下水位以上出现上层滞水水位，安全 因数不仅受到降雨强度和各向异性渗透比的控制，而且还取决于先期降雨的持 时。 水( 地下水和雨水) 引起边坡失稳的问题一直受到人们的关注，但对此问题 的研究不够系统和深入。特别是一些参数的测定对技术的要求特别高，或者无 法测出，这方面的问题阻碍边坡稳定性分析的进展，也是我们应该考虑的。 1 2 3 土质边坡灾害治理研究现状 目前，土质边坡灾害的成因机理、预防、治理一直是国内外学术界和工 程界关注的问题。对形成地质灾害的因素研究，可概扩为三类：工程地质 环境因素，包括地形地貌特征、地下水状态等因素；坡体结构条件，包括 组成边坡的岩土体类型及性质、边坡地质构造、边坡形态；各种触发因 素，包括大量降雨、地震、工程开挖或堆载等。在影响边坡稳定性的各种因 素中，前两类因素属于内因，是地质因素，是边坡失稳发生的地质基础和物 质基础条件因素；后一类是外因，是非地质因素，是发生边坡失稳的触发因 素。 这里重点的是讨论滑坡防治工程，即滑坡支护体系的一些问题。滑坡支 护工程技术在国内外发展很快，大体可分为三个阶段： 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 ( 1 ) 5 0 年代以前，治理滑坡滑动以地表和地下排水工程为主，抗滑支 护工程主要是各种挡土墙。 ( 2 ) 6 0 - 7 0 年代，在以应用排水工程和抗挡土墙为主的同时，大力开发 应用抗滑桩工程以解决抗滑挡土墙施工中的困难。欧美国家和前苏联多用钻 孔钢筋混凝土灌注桩；日本则多用钻孔钢管桩；我国也在7 0 年代中后期，在 深入研究抗滑桩受力状态和设计理论的同时，又研究开发了排架桩、钢架 桩、椅式桩墙等新的结构形式，改变了抗滑桩的受力状态，节省圬工和钢 材。 ( 3 ) 7 0 年代以后，随着锚固技术的发展，锚杆( 索) 被广泛应用于各种滑 坡治理工程中。当然，锚杆( 索) 一般不是单独应用于支护，而是与其它支护 方式有效的结合到一起，成为一个支护体系治理滑坡。 边坡稳定性分析是与边坡治理工程密切相关的一个重要环节，不同的边 坡稳定性分析方法各具特点，有一定的适用性，因此，如何根据具体的边坡 工程地质条件，合理有效地选用与之相适应的稳定性分析方法。 1 3 论文研究思路与主要内容 1 3 1 选题的研究思路和方法 本次研究工作是在吸取前人研究成果的基础上，采取野外调查、诊断 分析、综合归纳分析相结合的方法，从野外调查及室内实验分析的角度来 探讨研究区边坡地质灾害，考虑降雨条件下对边坡灾害体进行稳定性分析 与评价，并提出相应的治理措施及建议。这些方法的运用，使本文的研究 由传统的定性分析转变为为定性和定量分析相结合，并使整个评价过程变 为定量化的计算和分析。 本文的研究思路和方法如下：( 1 ) 本次研究以野外调查为主要手段， 对研究区内所有灾点逐一进行现场调查，对危害程度严重的灾害点进行现场 取样，然后进行土工试验，以此来确定场地岩土的物理、力学及水理性 质。并利用现有各种相关资料，从整体上把握该区的工程地质环境条件。 并提出影响边坡稳定性的因素，提出其中降雨( 特别是暴雨或久雨) 对边坡 稳定性影响最大。 ( 2 ) 分析研究降雨与边坡稳定性之间的内在关系。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 ( 3 ) 在了解研究区边坡防治的基本原则、方法及综合治理措施的基础 上，结合具体滑坡实例从预防与治理两方面出发，研究滑坡综合治理措施 为防治工程的具体实施打下基础。 1 3 2 选题的技术路线 在研究区边坡第四纪地质环境特征及场地工程地质条件分析的基础 上，结合具体实例，采用定性与定量相结合的方法，来分析研究区地质灾 害的稳定性问题，为该区边坡灾害的治理措施提供依据。论文思路流程图 如图卜1 ： 图1 - 1 论文技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章研究区自然地理及地质概况 2 1 研究区自然地理概况 瓦屋山镇处于洪雅县南部，是地形地貌复杂多变的地区。该区域所在山 脉系峨眉山脉向西南与东北延伸构成，又是四川盆地向青藏高原的过渡山 域，居峨眉山一瓦屋山断裂地带，地质构造甚为复杂，折皱紧密，断层纵横 交错，构成了多种地貌。南部山体高耸，地势陡峻，沟谷发育多呈v 形谷， 地形切割破碎，海拔均在1 0 0 0 米以上。北部呈中山岗顶丘陵地貌，地势较缓 平。洪雅县原始森林就处于该区域内。 四川瓦屋山水电站，就位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇处，距雅安市 5 0 k m ，距洪雅县城约7 6 k m ，距成都市约2 0 0 k m 。该电站是周公河干流七级开 发的第一级，也是龙头水库电站。该工程大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝 高1 3 8 7 6 m ，总库容5 8 4 3 亿m 3 ，引水隧洞长4 7 6 5 3 2 2 m ，额定水头2 5 3 m ， 装机容量2 1 3 0 m w 。研究区位于瓦屋山电站环库1 0 0 0 1 3 0 0 m 高程范围内， 地理坐标为东经1 0 2 。4 9 1 0 3 。3 2 ，北纬2 9 。2 4 - 3 0 。0 0 ，交通便利。 2 1 1 气象水文 1 气象 气候温和湿润，年降雨量1 4 3 5 5 毫米，( 1 9 7 1 - - 2 0 0 0 ) 年日照1 0 0 6 1 小 时，年无霜期3 0 7 天，年平均气温1 6 6 摄氏度，属中亚热带湿润气候。具有 春早、气温多变化，夏季无酷热，雨水较多且极易下暴雨，秋季连绵湿度 大，冬季无严寒霜雪少等气候特点。 2 水文 周公河是青衣江右岸一级支流，流域面积1 0 7 8 k m 2 ，河长9 5 k m ，落差 1 7 5 7 m 。瓦屋山水库电站( 总库容5 6 2 亿m 3 ) ，建设条件优越，调节性能高， 可承担四j i i 电网的部分调峰调频任务。 2 1 2 地形地貌 、 研究区位于川西平原西部边缘山区，地处峨眉山山地与龙门山山地接壤 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 地带，总的地势西南高，东北低。西南最高点老鹰咀海拔高程3 4 8 4 8 m ，东 北海拔高程4 3 0 - - - 1 2 0 0 m ，相对高差8 0 0 m ，属中山区地貌单元。 区内主要山脉呈南北向展布，与褶皱构造线一致，由于断层的逐级逆 推，使山区地形向西逐渐升高。区内岩层倾角一般较陡，且岩石软硬相间， 在风化营力作用下，形成单斜山及条状山脊以及陡崖地形，构成了本区构造 剥蚀地貌景观。 周公河为青衣江右岸一级支流，发源于洪雅黑山大岩窝，总体由南向北 流经本区，于雅安城下游约2 k m 汇入青衣江，全长9 5 6 i m 。 流域内发育六级夷平面，其分布高程分别为2 7 0 0 3 2 0 0 m 、2 4 0 0 2 5 0 0 m 、1 9 0 0 2 0 0 0 m 、1 7 0 0 1 8 0 0 m 、1 2 0 0 1 4 0 0 m 、9 0 0 1 0 0 0 m 。 - 区内沿周公河两侧发育有i v 级阶地，i - i i i 较为常见，、v 级零 星，其主要特征见表2 - 1 。 表2 - 1 周公河河谷两侧阶地主要特征表 阶地 类型 阶面与河水面高 组成物质分布位置 级数 差( m ) v基座1 2 5 1 4 0堆积物为冰碛泥砾层毛村 堆积物上部为粘十夹泥砾，下部为 基座 8 0 9 5 炳灵、毛村 漂砾彳i 夹粘十，弧粘十 堆积物上部为粘土夹泥砾，卜- 部为炳灵、欧坝、 基座 4 3 6 5 漂砾石夹枯土，亚粘士黄j 占子 堆积物上部为粘土夹砾石，下部为炳灵、吴庄、 i i 基座 1 8 3 5 砂卵砾石层 葫芦坝 基座或 i 。7 1 5 堆积物为砂卵砾石夹砸砂土沿河分布广泛 堆积 第四纪曾有冰川活动，在高山区常见冰斗、刃脊、角峰、悬谷等冰j i i 地 形与冰蚀地貌残迹，且沿主要水系两侧可见分布有冰) j l - 冰水堆积物。 2 2 研究区区域地质概况 2 2 1 地层岩性 本区除缺失泥笳系，石炭系和第三系地层外，震旦系一第四系地层均有 出露。第四系沉积物成因类型有崩坡积、残坡积、冲洪积与冰积、冰水积 等。冲洪积漂卵砾石层呈带状分布于沟谷河床、残留阶地。崩坡积、残积块 碎石土在沟谷两侧山坡、坡脚零星分布。冰积碎石土和冰水堆积泥块卵石主 西南交通大学硬士研究生学位论文第9 页 要位子河流离阶( 台) 地上，在其表面多覆盖层厚一米至十凡米，具风成成 因的冷黄土( 风成冰缘黄土) 。其特征觅表2 - 2 。 表2 - 2 芏程区地层岩性特征一览表 浮皮 地朦时代地层代母岩性特征分枢 ( 番) 媛q 、戳| 、 积砾石夹砂、踞秒河床、漫 全瓶缆，糕士、亚粘 童1 1 0 滩、阶缝、 鲻、娥 夹块碎石 、砷沟、斜坡 第主都露轱士夹砾 园上更耨缆 髀 石，“f 部黏士夹砾 o 1 0 l l 级阶地 系石藏砂舞琴； 上部牯卡、妥藕 审更新绕 鳢_ 趣 土、f 郝砾石瑟域 0 2 s m 、l 级阶 地 浞砾溅杂 囟 灌口下级 k k ? 泥岩，滋矮粉砂岩 4 8 3 8 6 l 炳灵向斜核 夹砂、缀岩豁 垩 中一囊浮鬃状砂岩 炳灵及东l 艺 系 夹关缝 x t j 夹薄层粉妙质淀 3 8 毒o l 岩，泥震粉砂岩 部地段 泥者，粉砂质混磐燎灵、李 上统蓬莱镶组 0 3 p 为主，夹粉砂岩， 1 4 4 8 7 8 湾、张由、 绦 泥灰瓣火头滋 罗 串统：遂宁 j 2 9 、j 如、 石英砂岩，砂蔟泥 9 9 2 陈沟毛村 组、自流井岩，粉砂瓣，偶夹 1 6 6 3 癸庄赵溽 系 3 k 钙质粉砂岩，组、沙溪瘸缀 袅花轿、妈 下统是圈坝缓 厶 粘土岩，凝荚岩 3 4 ? s 蠛岗一高岗 磷岗小蜈 煤系与石樊砂岩夏蚣 上统须家涎纽 乏； 5 2 0 9 蓦o 屡 金花耩一三 王岗 选 自云矮灰岩，滋获 系 中统：嘉陵汪张树、离盛 缳、雷日坡组 殇、毛 岩，夹砂质粘 4 3 2 6 3 9 一辫 豢，页岩 f 统：毽餐 泷岩，粉砂岩，石 2 4 3 3 8 7 蓖沟一唐家 关、镶衡予缀 t , r 、瓦 英砂崧 由带 土统：蛾嬲由 玄武糟，漉灰岩， 2 7 7 4 2 0 王程嚣谣南 二 玄武岩、沙湾 最篮、 页岩，砂岩，铁葳 5 6 - - 1 0 8帮 迭 组 凝灰质页岩 系 下统：粱出、 页麓夹砂崧，灰 犬皮山于 掇瓣、茅爨纽 互，、霉g 、曩。 岩，囱云岩，自云 3 7 4 6 2 8 淫带 质灰砻，滗灰岩， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第10 页 页岩 测区主要出露下 奥统，以行英砂岩， 泥巴洞山、 陶o页岩为主，夹灰3 7 3 6 7 系 岩，白云岩及粘士 大皮山一带 岩 中统一中上 砂质页岩，泥质白 寒 统：大鼻山 2 - 3 j 、2 d 云岩，中一厚层状 沙湾以西泥 白云岩，石英细砂 1 6 4 2 4 3 巴洞山、张 武 纽、洗象池组 村 岩 系 页岩，石英砂岩， 下统：九老洞 沙湾、小尖 组、遇仙寺组 、l y 粉砂质泥岩，含磷2 0 6 4 7 0 白云岩，白云岩 山、李大林 震日系上统 白云岩，灰质白云 9 7 4 - - 。 沙湾以两、 洪椿坪组 z b h 岩夹燧石层或硅质 1 1 5 8 中山坪一带 层 2 2 2 物理地质现象 本区受地形、地层岩性、地质构造、水文地质条件制约，其物理地质现 象较为发育，主要表现为风化、卸荷、崩塌和滑坡。 区内岩体受构造作用，裂隙较为发育，在外营力作用下，风化、卸荷强 烈，且表现出明显的差异。在岸坡、山脊地段，强风化带厚度为2 2 0 m ，弱 风化带厚度为3 0 - - - ，7 5 m ，卸荷带水平宽度2 0 - - 一7 0 m ；在河床地段，强风化带 厚0 3 1 0 m ，弱风化带厚2 2 3 0 m ，卸荷带铅直厚度2 , - 一6 m 。 崩塌堆积主要分布在高陡边坡地段，边坡岩体受平行于岸坡裂隙切割， 在重力作用下，卸荷剧烈，表层松动、 产生崩塌，其崩塌堆积规模相差较大， 1 0 4m 3 。 变形，在自重应力和外营力作用下， 最大厚度可达6 0 - - 7 0 m ，体积可达1 0 2 2 3 水文地质条件 区内地下水按埋藏条件可分为孔隙潜水，基岩裂隙水和基岩裂隙承压水 三种类型。 孔隙潜水主要埋藏于松散堆积层之阶地粘土夹砾卵石和砂卵石层及崩塌 堆积、滑坡堆积的块石夹粘土和河床砂卵石的孔隙中。此含水层的富水程度 取决于堆积物的物质组成、结构、厚度及分布，以孔隙水为主，泉流量差异 较大。主要受大气降水补给，一般地下水位埋深较浅，排泄于沟谷和河流。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 其动态变化明显受当地季节性降雨的影响。 基岩裂隙潜水埋藏于强、若风化带和砂岩裂隙中，向斜核部为汇水构 造，含水较丰富，基岩裂隙潜水常以泉群形式出露，在背斜两翼和断层带附 近，基岩裂隙潜水常以下降泉的形式出露，受大气降水补给，排泄于河流或 沟谷。 基岩裂隙承压水一般埋藏于河床下之砂岩裂隙中，粉砂质泥岩、泥岩常 构成承压含水层的顶底板，并具有多层性，承压水头可达1 3 0 m 以上。其水 量和承压水头随时间延长均逐渐减少，说明承压水具有裂隙承压性质且含水 量有限。 2 2 4 研究区地质构造及地震 1 区域构造发展概况 工程区位于川滇经向构造带的i i 级构造带一凉山拗褶断带的北端和北东 向龙门山构造带之西南端，在地质历史上经历了多次构造运动。前震旦纪与 震旦纪间的晋宁运动是本区最古老的地壳运动，使前震旦系峨边群等地层发 生强烈的变形、褶断；早古生代的加里东运动，本区表现为整体隆起，缺失 泥锰、石炭纪沉积物；晚古生代由于南北向不均匀挤压和东西向的共同作 用，产生了华力西期玄武岩的广泛喷发；印支运动使龙门山至安宁河隆褶以 东的整个四川地块隆起，并伴有北东向的次级隆起拗陷，地块边缘伴随着大 幅度的隆褶作用，老断层重新活动，新断裂相伴而生，这一运动使川滇经向 构造带以东的地区基本结束了海浸的历史；喜山运动早期，发生区域性褶皱 造山运动，中生界瓮地褶皱成山，在区域东西向的水平挤压作用下，北东向 断裂产生顺扭，北西向断裂产生反扭运动，南北向断裂以差异升降运动为 主；第四季以来的挽近期构造运动，本区表现为间歇性的整体抬升，同时伴 有断块间的差异活动和水平滑动，导致沿断裂带的地震活动。 2 断裂构造格架特征 本区处于川滇经向构造