（地质工程专业论文）重庆市涪陵区门闩子崩滑体稳定性分析及治理研究.pdf

论文题目：重庆市涪陵区门闩子崩滑体稳定性分析及治理研究 专业：地质工程 硕士生：戚其俊 指导教师：陈练武 摘要 ( 签名) ( 签名) 重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施i 类项目涪陵区门闩子 崩滑体分为1 群和2 群崩滑体。该崩滑体前缘为长江航道，涪丰省级公路从崩滑体中前部 穿越，其上分布大量的工用、民用光缆及农田。崩滑体若失稳，造成的损失不言而喻。 因此对该崩滑体进行深入准确的研究有十分重要的意义。 论文充分分析了门闩子崩滑体的区域地质背景、工程地质状况，系统分析了滑坡的 形成机理，着重强调了水对崩滑体的特殊作用。分别采用了传统的极限平衡理论及f l a c 数值模拟技术两种方法对崩滑体在不同工程情况下的稳定性分析。通过两种方法对崩滑 体的评价，优选治理方案，提出了崩滑体的防治建议。 通过本次研究，得出了以下结论： 1 在现状天然工程状况下，门闩子崩滑体整体处于稳定状态。 2 崩滑体主要是中下部的稳定性较差。由于三峡库区蓄水后，在库水浸泡、动静水 压力等不利因素的作用下，引起中下部失稳崩岸，继而造成上部滑体稳定性越来越差， 表现为牵引模式。 3 冰位上升越高，崩滑体的稳定性越差。由于防洪的需要，三峡水位每年还将在1 7 5 m 和1 4 5 m 之间进行调节，更加不利于崩滑体的稳定 4 依据稳定性评价结果，系统地设计出一套合理的治理方案。 关键词：门闩子崩滑体；极限平衡法；f l a c i 捧水系统 研究类型：应用研究 s u b j e c t：s t a b i l i t ya n a l y s i sa n dt r e a t m e n tm e a s u r ef o rm e n s h u a n z i l a n d s l i d e si nf u l i n go f c h o n g q i n g s p e c i a l t y：g e o l o g ye n g i n e e r i n g n a m e ：q i q i j u n i n s t r u c t o r ：c h e nl i a nw u a b s t r a c t ( s i g n a t u 旧垒箜i 竺 ( s i g n a t u 他) 丝丝竺鲨 m e n s h u a n z il a n d s l i d e so ft h et h i r d - p h a s ep r o j c c to fg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nt h et h r e e g o r g e sr e s e r v o i ra r e ai nc h o n g q i n gf u l i n gd i s t r i c tc o n t a i n1 静a n d2 撑l a n d s l i d e ，i nf r o n to f w h i c ha 船t h ec h a n g j i a n gw a t e r w a y , f uf u n gc h i n e s ep r o v i n c i a lh i g h w a yf r o ml a n d s l i d e s a j g r o s st h ef i - o n t , 0 1 1w h i c hd i s t r i b u tal o to f w o r kw i t hd i s t r i b u t e d , c a b l ea n dc i v i l i a nf i e l d s i f t h el 锄d s l i d c sa r eu n s t a b l e ，t h em a k i l l gl o s si ss e l f - e v i d e n t s o ，t h ed e p t hs t u d yt ot h el a n d s l i d e s w i l lb ev e r ys i g n i f i e a n c i e n t t h ep a p e rf u l l yr e f l e c tt h e l a n d s l i d e s s r e g i o n a lg e o l o g i c a lb a c k g r o u n d , g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s , t h ef o r m a t i o nm e c h a n i s mo f t h el a n d s l i d ea n a l y s i s , e m p h a s i so nt h es p e c i a lr o l eo f w a t c tp r e c a u t i o n sa g a i n s tl a n d s l i d e s 1 1 坞t r a d i t i o n a lm e t h o d so fl i m i te q u i l i b r i u mt h e o r ya n d n u m e d c a ls i m u l a t i o nf l a cm - eu s e dt o s t l l d yt h es t a b i l i t ya n a l y s i sa td i f f e r e n tw o r k c o n d i t i o n s t h r o u g ht w om e t h o d sf o rt h ee v a l u a t i o n ，t h es e l e c t i o no ft r e a t m e n tw i l lb e s e l e c t e d 趣dt h et r e a t m e n tr e c o m m e n d a t i o n sm - ec o n f i r m e d t h r o u g ht h i ss t u d y , t h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ： 1 u n d e rn a t u r a lc o n d i t i o n so ft h es t a t u sw o r k s , t h em e n s h u a n z il a n d s l i d e sa r ei nt h e o v e r a l ls t a b i l i t y 2 1 1 ”l 孤l d s h d e s si n s t a b i l i t ys p o ti sa tt h e i rm i d d l ea n dl o w e r d u et ot h et h r e eg o r g e s w a t e rs t o r a g er e s e r v o i r , t h er e s e r v o i rw a t e ri m m e r s i o n , s u c hu n f a v o r a b l ef a c t o r s8 st h e m o v e m e n to f w a t e ru n d e rp r c 髓l w e i n s t a b i l i t yc a u s e dl o w e rp a r to f c o l l a p s e ，a n dt h u sl e a dt o m o r es t a b i l i t yo f t h eu p p e rs l i d ep o o rp e r f o r m a n c eo f t r a c t i o nm o d e 3 1 kh i g h e r w a t e rl e v e li n c r e a s e d , t h es 切b i l 时o f l a n d s l i d e sw o r s e b e c a u s eo f t h en e e d f o rf l o o dp r o t e c t i o n , w a t c rl e v e li nt h et h r e eg o r g e sw i l lb ei nt h e1 7 5 ma n d1 4 5mb e t w e e n e a c ha d j u s t m e n te v e nm o l e 蛐e n t a lt ot h es t a b i l i t yo f t h es l i d i n gm a 嚣 4 b a s e d0 1 1t h ei e s u l t so ft h es t a b i l i t ye v a l u a t i o n , id e s i g nar a t i o n a ls y s t e mo f k e yw o r d s ：t h em e n s h u a n z il a n d s l i d e s l i m i te q u i l i b r i u mt h e o r yf l a c t h e s i s d r a i n a g es y s t e m ：a p p l i c a t i o ns t u d y 西要种技大学 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 其取得研究成果尽我所知除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果也不包含为获得西安科技大学 或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意 学位论文作者签名：廓壤仫日期：，2 7 ， 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间 论文工作的知识产权单位属于西安科技大学学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和电子舨本人允许论文被查阅和借阅学校可以将本学 位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 等复制手段保存和汇编本学位论文。同对本人保证，毕业后结合学位论文研究课 题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学 保密论文待解密后适用本声明 学位论文作者签名。礴墨住指导教师签名：严镑八 b 一年i 旯ie l 1 绪论 l 绪论 1 1 问题的提出及选题的依据 滑坡是世界上三大地质灾害之一，对各国经济建设造成很大程度的危害。如美洲的 加拿大、美国、智利和巴西是滑坡较多的国家，据1 9 7 8 年s c h u s t e r 收集的资料显示， 仅美国和加拿大1 2 条铁路线每年防治滑坡经费就达到5 0 0 万美元以上；早期的巴拿马 运河两岸的滑坡是世界闻名的；欧洲的前苏联、捷克、意大利、挪威、瑞典和英国等滑 坡也是较多的。1 9 8 4 年英国的c a r s i n g t o n 大坝滑动，使耗资1 5 0 0 万英镑的主堤几乎完 全破坏。1 9 6 3 年意大利北部v a i o n t 水库左岸滑坡，是近半世纪世界上最大的水库失事 事件，2 4 2 6 x 1 0 1 2 岔的岩石从托克山以2 8 m s 的速度下滑到水库中，几乎填满了2 6 5 m 高的拱坝构成的水库，形成2 5 0 m 高的涌浪，在距离滑坡2 k m 远处涌高仍大于7 0 m ，洪 水越坝顶而过，冲毁五个村镇和l o n g a r a n c 城，造成2 5 0 0 多人丧生；噩洲的中国、印度、 日本和伊朗是滑坡较多的国家。印度1 8 9 3 年在g a r h w a l 发生的滑坡是人类历史上的大 滑坡之一，滑下的土体形成一个天然坝，长3 k m 、宽1 5 k m 、高2 9 5 m ，一年后放出约 i x l 0 6 m 3 的水，冲毁了洪水流经的所有城市和村庄日本的滑坡现象也比较严重【1 1 。 我国是世界上滑坡危害最为严重的国家之一，如1 9 2 0 年举世闻名的甘肃大地震， 诱发了很多大滑坡，裂缝吞下了房子和骆驼队，死亡人数达十多万。近年来，由于我国 经济建设的飞速发展，特别是进入2 0 世纪9 0 年代，随着水利、水电、矿山、铁路、公 路、城市建设事业的高速发展，工程活动日益频繁，工程量日益增大，忽略了人为工程 活动对大自然的破坏，工程滑坡灾害日趋严重，严重危及国家财产和人们的生命安全。 1 9 8 0 年湖北运安盐池河磷矿发生山崩，1 1 0 6 m ，的岩体崩落，摧毁了矿务局和坑道的全 部建筑物，造成2 8 0 人死亡；1 9 9 4 年宜宾市兴文县久庆镇，因建设切坡诱发滑坡，导致 楼房倒塌，赶集村民一次死亡4 8 人；1 9 9 5 年l o 月，3 3 0 国道青田县茅洋村路段边坡崩 塌，导致途径此地的金华大客车被埋，车内3 7 人全部身亡，车辆报废；1 9 9 8 年美姑县 乐约乡特大滑坡，导致1 5 0 余人失踪1 2 1 。据不完全统计，1 9 9 8 年以来福建省先后发生的 崩塌、滑坡等2 1 3 0 0 多起，涉及4 0 多个县( 市、区) ，造成3 0 0 余人死亡，伤5 0 0 余人， 毁房5 0 0 多间，经济损失商达l o 多亿元；云南省的公路边坡灾害调查数据显示，1 9 9 0 1 9 9 9 年，云南公路边坡发生大、中型崩塌、滑坡1 3 5 1 4 4 次，造成1 0 0 0 余座桥梁被毁， 经济损失达1 6 8 亿余元，并对全省2 2 2 0 k m 公路的运营构成严重威胁；四川省近l o 年来， 每年地质灾害造成的损失高达数亿元，死亡人数在3 0 0 人左右。 可见滑坡灾害分布很广，滑坡的研究具有世界性，又由于其产生的条件、作用因素、 运动机理的多样性、多变性和复杂性，预测困难，治理费用昂贵，滑坡一直是世界各国 西安科技大学硕士学住论文 | | i 一i i i i _ 研究的重要地质和工程问题之一 滑坡是三峡库区地质灾害的主要类型。根据库区2 0 县( 市) 政府在2 0 0 1 年l o 月 前三次上报辖区内地质灾害基本情况的汇总统计，在库区范围( 指淹没影响区和移民迁 建区) 内共发现地质灾害2 5 4 8 个，其中崩滑体2 4 9 0 个，总体积约4 4 8 5 亿m 3 1 9 8 2 年以来，库区两岸发生滑坡达7 0 多处，规模较大的4 0 余处，致死约4 0 0 人，直接经济 损失数千万吲。据最新研究，在重庆市巫山、奉节等县还发育有岩溶形成的大型古滑坡， 而且滑坡还在不断增加在1 9 9 8 年8 月的暴雨季节，发生了重庆马牛镇滑坡。马牛镇 滑坡面积为2 5 k i n 2 ，方量达l x l 0 8 m 3 。滑坡前有人户1 6 1 户，滑坡造成直接经济损失数 千万元。1 9 9 8 年8 月，在湖北省巴东县发生了白岩沟滑坡、鲁家湾滑坡等。1 9 9 9 年8 9 月在重庆市巫山旧城发生了沿江滑坡，造成3 0 0 0 多人受灾 4 1 。2 0 0 1 年5 月1 日2 0 时3 0 分左右，重庆市武隆县县城江北西段发生了滑坡，滑坡体垂直高度4 6 8 m ，前沿宽 5 5 2m ，后沿宽2 5 3 0 m ，体积约1 6 x 1 0 4 m 3 ，致使一幢建筑面积为4 0 6 1 m 2 的9 层楼房被 滑坡体摧毁掩埋。造成7 9 人死亡7 人受伤。库区沿岸的秭归沙镇溪和范家坪、奉节李 家坝、云阳放陵镇、云阳大河沟、兴隆滩和万州城区附近等库岸段崩滑体发育数量最多， 斜坡的稳定性也最差。在发育时间上有受降雨入渗、地震、人类工程活动和洪水冲刷、 掏蚀等触发因素制约的特点，其中尤以降雨入渗的影响最为频繁、明显。三峡水利枢纽 工程是我国跨世纪的工程，为确保三峡工程的顺利运营，杜绝类似v a i o n t 水库滑坡事件 的发生，最大限度地保护生态环境和工程安全，我国科学工作者经数十年艰苦卓绝的论 证工作，取得了丰硕的成果，解决了很多问题，积累了大量的资料，同时也提出了需进 一步注意并研究解决的问题l 鄙。三峡大坝建成蓄水后，无疑将导致部分古滑体的复活和 新滑体的产生，对三峡库区的城镇建设、交通安全等造成一定影响。三峡工程施工期为， 1 7 年，旌工导流为四个时段，一、二期导流基本上与天然状态相似，对崩滑体的影响不 大，但到三期导流( 2 0 0 3 ) 、后期导流( 2 0 0 7 ) 、正常蓄水( 2 0 0 9 ) 年时，坝前水位将分 别达到1 3 5 m 、1 5 6 m 和1 7 5 m ，崩滑体前缘高程处于上述水位线以下的将受到水库蓄水 影响。因为水库蓄水后，由于水库水位上升，使边岸原来处于较干燥状态的岩土变为含 水饱和的岩土，在波浪冲蚀和水库水位变化等因素的综合作用下，使蓄水前相对稳定的 崩滑体将有可能再次引发滑动。 重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施i 类项目涪陵区门闩子 崩滑体分为l 群和硝崩滑体。根据规前勘查资料及现场核实，现阶段崩滑体上有农户6 9 户、目前人口3 3 1 人、房屋6 9 栋、建筑面积约7 0 0 0 m 2 、农田6 0 0 亩，涪丰公路从崩滑 体中前部穿越，为省级道路；崩滑体上分布有民用、工业光缆；崩滑体前缘为长江航道。 崩滑体若失稳，将危及这一带居民生命及财产安全，并影响涪丰公路、长江航道及民用、 工业光缆。崩滑体危害对象的重要性属较重要，成灾后威胁人数大于3 0 0 人，可能造成 的损失预估大于1 0 0 0 0 万元，地质灾害防治工程等级为i i 级因此对门闩子崩滑体进行 2 1 绪论 稳定性分析则是目前迫切需解决的问题，以便相应地对滑坡地质灾害及时加以防治。 1 2 边坡稳定性研究现状及发展趋势 滑坡为边坡演化失稳的一类地质灾害，人们对边坡稳定性研究最早还是从滑坡现象 开始的。 早期对边坡稳定性的研究主要有两个不同途径：一是借用土力学中极限平衡的概 念，计算边坡极限平衡状态下的总体稳定性，即极限平衡法。极限平衡法是将滑体视为 刚性体，不考虑其本身的变形。其余的破坏多简化为平面问题，选取有代表性的剖面进 行计算，滑坡体岩土的破坏遵从库仑一摩尔定律，并认为当滑体的稳定系数为l 时，滑 体处于临界状态。该方法是工程实践中应用最早，也是目前最普遍使用的一种定量分析 方法。它的优点是计算简单、使用方便，滑面确定后能有效地确定滑体的稳定性系数， 而其缺点是在力学上作了一些简化假设( 三个静力平衡条件) 。该方法抓住了问题的主要 方面，简易直观，并有多年的实用经验。目前已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、m o r g e n s t e mp r i n c e 法、楔体极限平衡分析法等等；二是从边 坡所处的地质条件对滑坡发生的环境及形成机制进行分析，如自然历史分析法、工程地 质类比法、图解法等，但基本上都是定性的嘲。 2 0 世纪6 0 年代以来，由于边坡工程实践的不断发展，滑坡事故日益增多，从而比 较强调和重视边坡的工程地质研究，即边坡的工程地质条件及岩体结构特性对边坡稳定 性影响的研究，尤其是v a i o n t 滑坡的发生，更使工程地质学家们认识到滑坡的时效变形 特性( l m u l l e r , 1 9 6 3 ，1 9 6 51 7 j ；张悼元，王思敬，1 9 7 0 s ；i c yl o ，1 9 8 0 s ) 此问，中国科 学院地质研究所工程地质室提出的岩体结构理论及相应的斜坡岩体稳定性分析的岩体 工程地质力学方法0 9 6 5 ) 闻，对斜坡稳定性或滑坡分析是一个具有创见性的发展。目前， 这种分析方法在边坡工程设计及边坡稳定性分析中己获得了广泛的应用。2 0 世纪7 0 年 代，在边坡加固、岩体力学试验、物理模拟试验方面取得明显进展，数值模拟方法开始 引入，强调综合分析评价边坡稳定性，铁道部科学研究院西北研究所根据我国防治滑坡 经验，归纳出滑坡防治工程设计方法( 1 9 7 7 ) ，对斜坡治理研究作出了较大贡献。谷德振 全面阐述了岩体工程地质力学理论( 1 9 7 9 ) ，对边坡研究乃至工程地质界产生了深远的影 响。2 0 世纪8 0 年代，斜坡研究工作进入一个新的时期，其主要特点是在我国大量滑坡 工程实践的基础上建立了我国岩质斜坡变形破坏的典型地质模型，强调了滑坡岩体变形 的动态监测在斜坡稳定分析与评价中的作用。归纳起来，体现在两个方面：一方面随着 计算理论和计算机科学的发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。上述模式 机制的研究不再停留在现象的定性分析阶段，而是采用数值模拟手段定量地再现边坡变 形破坏过程和内部作用过程，从整体上、理性上认识边坡变形破坏机制及发展过程；另 一方面是学科之间的相互渗透使许多与现代科学有关的一系列理论方法，如系统论方 3 西安科技大学硕士学位论文 法、信息论方法，模糊数学、灰色理论、数量化理论及现代概率统计等被引入边坡科学 研究中，从而促进了理论的更新、应用研究和决策水平的提高。如张悼元、王士天、王 兰生提出斜坡岩体稳定性的工程地质分析原理( 1 9 8 1 ) i 罗国煜等提出斜坡两类优势面的 概念( 1 9 8 2 ) ：王兰生、张悼元提出斜坡岩体变形的六大基本地质模式( 1 9 8 3 ) ；孙玉科、 姚宝魁提出我国岩质斜坡变形破坏的主要地质模型，即金川模型、盐池模型、葛州坝模 型、白灰厂模型、塘岩光模型( 1 9 8 3 ) i 孙广忠提出岩体结构控制论( 1 9 8 4 ) ；晏同珍等提 出滑坡预测预报应分为空间预测和时间预报两方面，并建议用信息量法进行滑坡空间预 测，v e r h u l s t 灰色系统模型法进行滑坡时间预报( 1 9 8 8 ) ：张淖元、黄润秋通过分析若干岩 体失稳实例的位移观测曲线和声发射特征曲线，提出岩体斜坡破坏时间预报的“黄金分 割数o 6 1 8 ”法等例。 进入2 0 世纪9 0 年代，随着我国水利、水电、矿山、铁路、公路、城市建设事业的 高速发展，边坡问题日趋严重，与此同时，斜坡研究取得了一些突破性进展： ( 1 ) 研究技术思路日趋完善； ( 2 ) 引入非线性科学理论，作为非线性科学支柱的耗散理论、突变论、分行理论、灰 色理论等被引入工程地质中，在边坡研究中取得了一些有意义的成果； ( 3 ) 高陡边坡性质运动过程的模拟研究。 随着边坡研究的进展，边坡稳定性评价方法也变得多样化，有限元法、离散单元法、 不连续变形分析法、f l a c 法、数值流形元与无单元法、界面元法、可靠度法、模糊方 法、灰色系统法、聚类分析法、专家系统法、神经网络法、遗传算法等先后被用于边坡 稳定性评价中，但任何一种分析方法都不是万能的、唯一的、排它的方法，而把两种或 多种方法融合起来，取长补短，是未来的一种发展趋势。同时由于边坡工程的复杂性， 依托于计算机技术，形成综合集成式智能评价系统，也是未来的发展方向之一i l e l 。 1 3 滑坡防治 对于滑坡防治，目前国际上根据其潜在危害( h a z a r d ) 和危害程度( r i s k 不同而采取不 同的工程措施【l l 】，归纳起来主要有两种： ( 1 ) 对于短期内不直接严重危害工程建设、但又存在一定的潜在危害的滑坡，布置一 些监测设施，加上适量的加固处理，达到控制其变形速率的效果即可； ( 2 ) 对于直接危害工程建设的滑坡，必须综合运用各种加固处理措施，提高斜坡的稳 定性，消除滑坡的危害。 随着人类工程活动日益频繁，规模日益增大，遇到的边坡稳定问题越来越突出，人 们也越来越注重滑坡治理方法的研究。国内外对滑坡防治的办法基本是相同的，总的看 来有以下几种办法1 1 2 l ： ( 1 ) 对大型而复杂的滑坡或很多滑坡集中地段，尽量采取绕避或避开其危害的办法。 4 1 绪论 ( 2 ) 排除地表水。 ( 3 ) 疏干排除地下水和降低地下水位。 ( 4 ) 改变滑动体外形( 减重和压载) 。 ( 5 ) 支挡滑动体。 ( 6 ) 改变滑动面( 带) 土体的性质( 钻孔爆破、冻结、压浆、电渗、焙烧等) 。 ( 7 ) 其它( 清除滑动体，防冲刷等) 。 1 4 研究思路及技术路线 依据论文选题和典型研究场地边坡的工程地质问题，确定本文的主要研究内容包括 四大部分。第一部分为崩滑体工程概况；第二部分为崩滑体稳定性传统极限平衡分析； 第三部分为崩滑体稳定性的数值模拟评价；第四部分为崩滑体的治理方案优选研究。具 体的研究内容如下： ( 1 ) 详细分析重庆涪陵区的地质背景和门闩子崩滑体的工程地质情况； ( 2 ) 系统的分析崩滑体的变形破坏机理及其稳定性状况的影响因素； ( 3 ) 利用极限平衡理论的传递系数法对崩滑体的稳定性进行定量评价，讨论在不同情 况下崩滑体的稳定情况； ( 4 ) 应用f l a c 方法对崩滑体进行数值仿真分析，讨论在不同情况下崩滑体的应力、 应变规律及其破坏区的情况。 ( 5 ) 以推力法为基础，通过滑坡稳定性的计算评价，提出该滑坡的防治对策。 技术路线见下图1 1 ： 5 西安科技大学硕士学住论文 图1 1 研究的技术路线 6 2 门闩子崩滑体工程概迷 2f 31 - - i 子崩滑体工程概述 2 1 自然条件及地质环境 2 1 1 自然条件 涪陵区门闩予位于长江和乌江的汇合处、i 四) l l 盆地东南边缘、重庆市东部及三峡库 区中部。地理位置介于东经1 0 6 。5 6 1 0 7 。4 3 ，、北纬2 9 。2 1 ，3 0 。0 l ，之间。上距重庆1 2 0 k m ， 下距万州2 0 7 k m ，溯乌江而上2 4 6 k m 可达贵州省沿河各地。水陆交通方便( 图2 1 ) 。 幽2 1 交通位置图 崩滑体区属亚热带季风暖湿气候区，温和湿润、雨量充沛、四季气温变化特征明显。 历年最大风速3 1 5 m s ，平均风速l m s ，多年平均气温1 8 1 ，极端最高气温4 2 2 ， 极端最低气温一2 7 ，平均最高气温3 4 2 0 ，最热月平均气温2 8 6 0 ，最冷月平均气温 7 1 。 夏季降雨量最多，秋季次之，春季最少。据气象资料，多年平均降雨量1 0 7 2 3 m m ， 历年最大降雨量1 3 6 3 4 m m ，其中5 6 月降雨量最多，月平均降雨量可达1 6 0 m m 以上， 一次最大降雨量1 1 3 1 m m ( 1 9 5 4 年7 月2 1 日) 。 7 西安科技大学硕士学住论文 多年平均雾日数3 7 8 天，历年最多雾日9 4 天，最少雾日1 7 天。全无霜期，年平均 日照1 2 4 8 ，1 小时。 2 1 2 地质环境条件 ( 1 ) 区域地质条件概述 地形、地貌：f - j h 子地处四川盆地和盆边山地过渡地带，为一系列呈带状延伸的 平行岭谷分布区，境内地势起伏较大，总体东南高、西北低，西北东南断面呈向中部 长江河谷倾斜的对称马鞍状。最低点为南沱镇长江边的三块石，海拔1 3 8 m ，最高处为 龙塘乡大山堡山峰，海拔1 9 8 0 m ，相对高差1 8 4 2 m 。区内地貌类型多样，以丘陵、台地 为主( 共占5 4 4 ) ，其次为低, h ( 3 1 1 ) 、中2 ( 1 3 3 ) 、平坝( 1 2 ) 。 地层岩性：境内出露地层均为沉积岩类，地质年代为寒武系侏罗系，岩性为一 套海相浅海相碳酸盐岩、碎屑岩和内陆湖相碎屑岩，地层总体上从东、东南往西北由 老到新，第四系及侏罗系上统蓬莱镇组( j 3 p ) 到二迭系下统飞仙关组( t - f ) 地层均有出露， 缺失第三系地层。详见地层岩性简表( 表2 1 ) 地质构造及地震：区内大地构造单元属扬子准地台四川台坳川东南褶皱东垫江坳 褶带，西界以明月峡背斜东翼与华蓥山隆褶东分界，裙皱方向以北东为主，岩层倾角一 般6 0 2 5 0 ，具有背斜狭长、向斜宽缓的隔档式构造特点，断层构造较少，裂隙及层问 裂隙均较发育。 根据四川省地震局资料，在涪陵1 0 0 k m 范围内，自1 8 5 4 年至1 9 8 8 年共发生3 级以 上地震1 1 次，其中大于6 级地震仅一次。1 8 5 6 年6 月1 2 日黔江咸丰发生一次8 级地震， 距涪陵直线距离约1 2 0 k ：m ，微震发生在距涪陵5 0 k m 以外长寿南川一带，涪陵范围仅 为弱震区。根据中国地震烈度区划图( 1 9 9 0 年，1 ：4 0 0 万) ，该区地震基本烈度为 度。 ( 2 ) 工程地质条件概述 地形地貌： 崩滑体位于长江右 岸，地形为由单斜 岩层构成的顺向 坡，总体南东高北 西低，坡向北西， 坡角1 5 。4 5 。，平均 坡度1 9 。，坡高 1 3 0 m 2 1 8 m ，属河图2 2 崩滑体总体形态图 谷侵蚀斜坡地貌区。分为1 拌崩滑体和2 群崩滑体( 图2 2 和图2 3 ) ： 8 2 门闩子崩滑体工程概述 表2 1 区域地层岩性简表 地层 岩层厚度 岩性简述 系统组代号( m ) 第 全新统 q 。 近代河漫滩冲积物，上部为亚砂土， 四5 3 0下部为砂砾石层。 系 更新统0 4 “残积粘土，坡积角砾，冲积砂砾石层。 蓬莱镇组 h p 4 0 8 浅灰色块状亚长石砂岩与紫红色粉砂 质泥岩互层 上统 鲜红色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩夹 遂宁组 j 扫 4 4 0 6 7 4紫红色、浅灰色中一厚层长石砂岩及岩 屑长石石英砂岩。 紫红色粉砂质泥岩与浅灰色块状亚长 上沙溪庙组 j 2 研【 1 4 8 2 1 7 1 9石砂岩，岩屑长石石英砂岩不等厚互 层。 侏 顶部为5 1 5 m 灰绿色页岩，中部为紫 罗 下沙溪庙组 j 2 s x 3 7 1 4 6 5 红色粉砂质泥岩夹长石砂岩，底部为 系 中统 1 0 2 0 m 长石砂岩，含泥砾，底有 0 0 5 m 粘土岩。 上部灰色厚层亚岩屑砂岩、长石亚岩 屑砂岩与灰色粉砂质页岩、页岩互层； 新田沟组 j 2 x 1 2 0 2 5 0 下部灰绿色含粉砂质页岩与细粒岩屑 石英砂岩互层。 紫红色钙质泥岩及中一厚层灰岩；深 灰、灰黄色含粉砂质页岩及紫红色粉 中下统自流井组 j 1 0 2 z 1 5 4 3 0 0 砂质页岩夹粉砂岩：含泥质灰岩，灰 黑色页岩夹薄中厚层介壳灰岩及粉 砂岩。 上部为杂色粉砂质泥岩、粉砂质页岩， 夹薄一中厚层岩屑石英砂岩；下部为深 下统 珍珠冲组j l 忍 1 8 8 2 1 3 灰色粉砂质页岩、含炭质页岩、夹薄一 中厚层岩屑石英砂岩。 上部为灰白色块状长石石英砂岩、砂 岩夹页岩、煤线；下部为含炭质粉砂 上统须家河组 t 3 x j 1 6 8 3 3 1 质页岩及钙质页岩或长石石英砂岩互 层。 上部灰色薄一中厚层泥质灰岩、灰岩， 夹含钙质页岩；中部为紫红色粉砂质 _ 中统雷口坡组 t 2 i 1 1 5 5 6 l ( 钙质) 页岩；下部为灰绿色钙质页岩、 = 粉砂质页岩夹薄层含泥质灰岩及灰色 叠 系 厚层砂岩。 盐溶角砾岩及浅灰色中厚层自云 嘉陵江组 t d 4 2 5 5 9 l 岩；浅灰色中厚层灰岩；灰色中厚层 白云岩、白云质灰岩、盐溶角砾岩； 下统 浅灰色薄一中厚层灰岩。 紫红色钙质页岩夹灰色水云母页岩： 飞仙关组 t l f 3 4 1 5 0 2 厚层灰岩夹数层假鲕状灰岩。 9 西安科技大学硕士学位论文 图2 3 崩滑体工程地质平面示意图 1 群崩滑体右侧缘以一近于直立的砂、泥岩陡坎为界，陡坎走向3 2 0 0 ，坎高1 0 3 5 m ， 坡角8 0 8 7 0 ，砂岩产状3 3 0 0 么1 7 0 ；左侧缘以冲沟为界，冲沟底部基岩出露；崩滑体前 缘右侧部分长期受长江冲刷侵蚀，位于长江现状水位以下( 勘察期间长江水位1 4 1 2 m 1 4 2 5 m ) ，中部及左侧部分位于现状水位以上。 猫崩滑体位于l 撑崩滑体南西侧，相距2 2 0 2 6 0 m 。右侧边界为土层与基岩的分界线， 左侧边界受地表排水冲沟控制，冲沟底部基岩裸露。前缘紧邻长江，并受长江水冲刷， 目前已经形成临空面。地形上南东高北西低，分布高程1 4 0 2 7 2 m ，相对高差约1 3 2 m 。 崩滑体总体平面形态略呈圈椅状。 需要提到一点，三峡水库正常蓄水后，其最高水位可升至1 7 5 m ，整个崩滑体将有 很大部分浸入水位以下。如图2 4 所示，1 4 1 6 m 水位线为现状长江水位，1 7 5 2 m 水位 线为三峡水库正常蓄水位( 吴淞高程) 。如图2 5 所示，1 4 2 1 m 水位线为现状长江水位， 1 7 5 2 m 水位线为三峡水库正常蓄水位( 吴淞高程) 。 地层岩性：崩滑体下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩与粉砂质泥岩互层，斜坡 表面大部分由第四系全新统崩滑体堆积层( q 4 州“) 块石土、粉质粘土组成，崩滑体外缘为 第四系全新统残坡积( ) 粉质粘土夹块石，其特征如下： 巩第四系全新统崩滑堆积物( q ，埘) 块石土：褐色，主要由砂岩、粉砂质泥岩碎石、块石、角砾及粉质粘土等组成，土 1 0 2 门闩子崩滑体工程概迷 图2 al # 崩滑体剖面图 图2 5 斜崩滑体剖面图 质均一性差。碎石粒径一般2 0 1 8 0 m m ，含量1 0 3 5 ，块石粒径一般2 0 0 l l o o m m ， 含量3 5 6 5 ，地表可见最大粒径约1 3 5 0 m ，粉质粘土充填其中。分布于整个l 撑崩滑 体及2 # 崩滑体前缘，厚0 6 0 3 9 5 5 m 。 粉质粘土夹块石：褐黄色，含5 2 5 的碎块石。干强度中等、韧性中等。厚2 7 8 1 2 0 8 m ，分布于猫崩滑体。 粉质粘土：褐黄色，含3 1 0 碎石、角砾，局部砂粒富集。刀切面稍有光泽、干 强度中等、韧性中等。厚0 0 2 i 1 0 m ，为潜在滑带土。 b 第四系全新统残坡积物( q i 州1 ) 粉质粘土：褐黄色，含5 1 5 碎、块石。厚o 5 0 2 5 0 m ，主要分布于崩滑体后缘 及两侧。 c 侏罗系中统沙溪庙组( j 2 s ) 粉砂质泥岩：暗紫红色、紫红色，粉砂泥质结构，巨厚层状构造，主要由粘土矿物 组成。局部砂质含量增多，偶夹薄层泥质粉砂岩。钻孔揭露最大厚度1 3 3 4 m ，为崩滑体 场地主要岩性层，分布于整个崩滑体。 砂岩：褐黄色，中粒结构，厚层状构造，矿物成分以石英、长石为主，云母等次之， 西安科技大学硕士学位论文 钙质胶结。里巨厚层状产出。钻孔揭露最大厚度5 9 0 m ，为崩滑体场地次要岩性层，里 夹层或透镜状赋存于粉砂质泥岩中 地质构造：崩滑体位于i i 东弧形褶皱带珍溪场向斜南东翼，岩层呈单斜产出，分 布较稳定，岩层产状为3 1 5 。3 2 5 0 - - 1 5 0 1 7 0 。受区域构造的影响，区内构造及层问裂 隙发育，据野外工程地质测绘调查，崩滑体区主要发育三组裂隙：8 - 1 4 5 0 1 6 0 0 么6 5 0 8 0 0 ，裂隙间距0 8 0 2 2 0 m ，延伸长一般0 8 5 o m ；b 2 5 5 0 2 7 0 0 么7 5 0 8 5 0 ，裂隙间 距一般0 2 3 m ，延伸长一般0 6 5 m ：c 3 2 0 0 3 2 5 。么1 5 。2 0 0 ，裂隙间距一般0 5 0 1 8 0 m ，延伸长一般o 2 1 5 m 。另外，1 捍崩滑体右侧缘陡崖顶部岩体内卸荷裂隙较发育。 水文地质特征：滑体所在区域受单斜构造的控制，地形为由单斜岩层构成的顺向 坡，总体南东高北西低，坡向北西，有利于地表及地下水的排泄，不利于地下水的贮存。 乱地表水 l 群崩滑体左侧缘及2 # 崩滑体左侧缘纵向发育有顺坡向迳流的季节性冲沟2 条，流量 一般2 0 4 o l s ，受大气降水补给。遇大暴雨时地表水排泄不畅，顺坡面向下排泄，长 江从崩滑体前缘经过，是区内重要的地表水系，统一的侵蚀基准面。 b 地下水 l 群崩滑体内有三眼泉水出露，2 毋崩滑体内有一眼泉水出露，出水量为o 0 8 0 1 8 l s ， 均为第四系残坡积层中孔隙潜水下渗遇泥岩阻隔后，于低洼处渗出的结果。受大气降水 及崩滑体内地下水补给及控制。 崩滑体地下水按其赋存特征及水理性质可分为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两类。 基岩裂隙水主要赋存于砂、泥岩表层网状风化裂隙中，泥岩为相对隔水层，砂岩裂隙虽 发育，但其厚度变化大，且受泥岩阻隔，因其天然露头面积小，地下水补给来源有限， 地下水迳流强烈、储水性弱、水量贫乏，从钻孔观测，基岩裂隙含水性弱。区内松散岩 类孔隙水的含水层主要是残坡积层、崩滑体堆积层。为粉质粘土夹泥岩、砂岩碎、块石。 滑体物质均一性较差，与下伏基岩地下水水力联系弱，自成补、迳、排系统。由于土体 中物质含量存在差异，从而造成滑体透水性具有一定差异，区内地下水无统一地下水面， 主要以局部性上层滞水形式存在，属暂时性流水，地下水贫乏 地下水主要接受大气降雨补给，部分降雨顺坡面迳流排泄，少部分入渗土体沿岩土 界面迳流，向斜坡低洼处、崩滑体前缘剪出口和槽沟处排泄。 滑体区内第四系土层和基岩内地下水不发育，第四系土层中含少量地下水。工程地 质详细勘察期间在部分探井中见地下水呈浸润状或股状流出，雨季水量会有所增大，证 明其富水性、均匀性差，渗透性中等。 人类工程活动：崩滑体所在地区为农村，滑体上有部分人工耕作的水田，田内地 表水下渗、近期农户修建住房时基础开挖及加载、崩滑体中前部之涪丰路，外侧修建挡 墙时的基础开挖，均对崩滑体的稳定性有一定影响。其他人类工程活动不强烈。 1 2 2 门闩子崩滑体工程概述 2 2 崩滑体的基本特征 2 2 1 崩滑体空间形态 根据边界特征、形态特征及变形特征等综合判定，l 群崩滑体主滑方向为3 1 5 0 。崩滑 体表面地形坡角1 3 0 2 5 。，平均约1 9 0 ，总体呈前缓后陡。崩滑体平均宽4 0 5 m ，纵向长 ( 平距) 6 6 0 m ，面积约2 6 7 3 x 1 0 4 m 2 ，滑体平均厚度1 6 o o m ，体积约4 2 7 1 0 6m 3 ，为一大 型深层土质混合式崩滑体。崩滑体前缘高程1 3 8 1 6 4 m ，后缘高程3 5 1 0 3 5 5 o m ，前 后缘相对高差1 8 7 0 2 1 7 o m 。 2 样崩滑体的主滑方向为2 9 8 0 平均宽2 1 5 m ，纵向长( 平距) 3 8 0 m ，面积约8 1 7 x 1 0 4 m 2 ， 滑体平均厚度7 5 0 m ，体积约6 2 1 0 5 m 3 ，分布高程1 4 0 2 7 2 m ，相对高差约1 3 2 m ，为 一中型顺层浅层土质混合式崩滑体 2 2 2 滑体物质组成及结构 l 群崩滑体滑体土为块石土：褐色，主要由砂岩、粉砂质泥岩块石、碎石、角砾及粉 质粘土组成，块石粒径一般2 0 0 1 2 0 0 m m ，地表最大可见1 3 5 0 m ，含量约占3 5 6 5 ； 碎石粒径一般2 0 1 9 0 m m ，含量约占1 0 2 5 。角砾含量约占5 1 0 ，呈次棱角状， 局部地段粉质粘土集中。块、碎石含量分布不均，局部具架空现象，松散稍密，局部 地段垮塌严重，钻探时需跟管钻进。厚0 6 0 3 9 5 5 m ( 钻孔揭露) 。总体从左侧缘到右侧 缘由薄变厚。 2 群崩滑体滑体土为粉质粘土夹块石：褐黄色，可塑状，刀切面稍有光泽、干强度中 等、韧性中等。其中碎石粒径一般2 0 1 5 0 m m ，含量约占5 2 0 ，块石粒径一般2 0 0 8 0 0 m m ，含量约占8 3 5 ，稍密。滑体厚2 7 8 1 2 0 8 m ( 钻孔揭露) ，总体呈后缘薄前 缘厚之特征。 2 2 3 滑带特征 根据勘探工程揭露，在1 撑崩滑体的3 4 个勘探点中，有1 7 个勘探点( 表2 2 ) 可见潜 在滑带土，主要分布于土层与基岩接触面，岩性为粉质粘土，褐黄色，软塑状，含约5 1 5 碎石、角砾。碎石一般5 5 5 m m ，呈次棱角状，崩滑体中前缘潜在滑带土局部砂 粒富集。钻孔揭露潜在滑带土厚0 0 5m 1 1 0 m 。 2 撑崩滑体滑带土特征与l 群崩滑体类似，在此不做过多叙述 1 3 西安科技大学硕士学位论文 表2 2l # 崩滑体滑带土特征统计表 2 2 4 崩滑体形成机制 根据地面调查及勘探点揭露情况综合分析，门闩子崩滑体产生位移变形受控于地质 结构、物质组成和地形条件。 。 ( 1 ) 地层岩性：崩滑体后缘及右侧缘砂岩及粉砂质泥岩的顺层滑动和崩塌，为崩滑体 的形成提供了丰富的物质基础。崩滑体上部岩性主要由砂岩及粉砂质泥岩块，碎石组成， 其问充填粉质粘土及泥岩角砾，透水性相对较好。下部为粉砂质泥岩，透水性差，具有 隔水性。故地下水易在岩土接触带汇集迳流，加剧粉砂质泥岩的风化、泥化，或使原基 岩面的粉质粘土饱水软化，易形成软弱面( 带) ，为崩滑体形成提供了良好的岩性组合， 利于形成滑动面。这种地层为易滑地层，为下滑力的形成提供了动力源泉； ( 2 ) 地形地貌：勘查区位于长江右岸斜坡地带，从地形上看，成梯坎状，利于地表水 入渗，崩滑体地表斜坡坡度为1 3 。2 5 。，平均约1 9 0 ，基岩面坡度角1 5 0 3 0 0 ，局部地 段达4 0 0 ，斜坡坡向与基岩面倾向大体一致( 为顺向坡) ，为易滑地层； ( 3 ) 崩滑体前缘长期受到长江冲刷切割，形成了有效的临空面，具备了临空的滑移变 形条件。随着长江水位的不断升高，对崩滑体的切割和冲刷势必更加剧烈，严重破坏了 1 4 2 门闩子崩滑体工程概述 崩滑体原有的应力平衡条件，其稳定性必然急剧下降。 2 2 5 主要变形特征 据访问得知，门闩子崩滑体在2 0 0 3 年( - - 峡库区三期导流期，正常库水位1 3 5 i n ) 之 前无明显变形特征，自2 0 0 3 年4 月3 1 日连续三天强降雨后( 长江水位涨至1 5 8 3 6 m ) ， 崩滑体表面