水库环境中结构复杂滑坡渗流场物理模型试验与数值模拟研究

发布时间：2024-04-14 03:07

　　水库环境中,斜坡稳定性变化的根本原因是库水位波动造成库岸斜坡渗流场的改变。斜坡物质均匀条件下,库岸斜坡渗流场随库水位波动的变化规律,前人已有大量研究。但是,当库岸斜坡物质组成和结构复杂时,斜坡内渗流场的变化规律如何前人研究尚未涉及。水库区大型老滑坡是物质组成和结构最复杂的库岸斜坡,老滑坡复活是水库环境中最多发的地质灾害问题。基于此,本文以三峡库区具有三层滑带、三层滑体且每层滑体物质渗透性差异显著的柴湾滑坡为原型,采用相似材料物理模型试验和数值模拟方法,探究库水位波动条件下结构复杂滑坡内地下水渗流场变化规律。物理模型试验完成库水位升降速率不同和滑坡层位渗透性差异滑坡模型3组、3个库水位升降条件,采用微型渗压计实时模型内27个点在监测三纵、两横断面上不同深度孔隙水压力、浸润面变化特征;在与模型试验结果验证对比基础上,采用GeoStudio软件中SEEP/W模块,探究滑坡渗流场的变化规律及其与滑体渗透性和库水位升降速率关系。论文研究发现:(1)在相同库水位升降速率条件下,库水位上升时,指向坡内的动水压力大小与滑体渗透系数负相关,浮托力大小与滑体渗透系数正相关;库水位下降时,指向坡外的动水压力...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题目的与意义
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 滑坡结构及其水文地质特征
        1.2.2 水库滑坡
        1.2.3 滑坡渗流场研究方法
        1.2.4 存在问题
    1.3 研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 柴湾滑坡及其基本特征
    2.1 滑坡形态及规模
    2.2 滑坡物质组成及结构
    2.3 滑坡水文地质特征
    2.4 滑坡变形特征
3 物理模型试验方案与模型制作
    3.1 相似理论与模型设计
        3.1.1 相似理论及其基本原理
        3.1.2 模型试验相似比与试验工况
        3.1.3 相似材料及其配比
    3.2 模型箱与模型试验量测系统
        3.2.1 滑坡物理模型箱体
        3.2.2 模拟库水水位及其控制和量测系统
        3.2.3 孔隙水压力量测与采集系统
        3.2.4 其他量测与采集系统
    3.3 模型制作
        3.3.1 孔隙水压力传感器的标定与埋设
        3.3.2 模型铺设
4 物理模型试验结果分析
    4.1 模型1(自上而下K1+K2+K3,K1

        4.1.1 孔隙水压力变化特征
        4.1.2 浸润线随时间变化特征
        4.1.3 模型1 渗流场变化基本规律
K2>K1)">    4.2 模型2(自上而下K3+K2+K1,K3>K2>K1)
        4.2.1 孔隙水压力变化特征
        4.2.2 浸润线变化特征
        4.2.3 模型2 渗流场变化基本规律
K1    4.3 模型3(自上而下K2+K1+K3,K2>K1

        4.3.1 孔隙水压力变化特征
        4.3.2 浸润线变化特征
        4.3.3 模型3 渗流场变化基本规律
5 基于数值模拟的结构复杂滑坡渗流场变化规律
    5.1 方法选取及其基本原理
    5.2 计算模型构建
        5.2.1 网格剖分
        5.2.2 边界条件与初始条件
        5.2.3 计算工况与计算参数
    5.3 数值模拟结果与物理模型试验对比
        5.3.1 模型1(自上而下K1+K2+K3,K1

K2>K1)">        5.3.2 模型2(自上而下K3+K2+K1,K3>K2>K1)
K1        5.3.3 模型3(自上而下K2+K1+K3,K2>K1

        5.3.4 验证结果
    5.4 滑坡渗流场随滑体渗透性变化趋势
        5.4.1 模型4(自上而下K1+K3+K2,K1

        5.4.2 模型5(自上而下K3+K1+K2,K1

        5.4.3 模型6(自上而下K2+K3+K1,K1

    5.5 滑体渗流场随库水位升降速率变化规律
        5.5.1 升水阶段渗流场随速率变化规律
        5.5.2 降水阶段渗流场随速率变化规律
6 水库环境中结构复杂滑坡渗流场变化规律
    6.1 单层滑体对库水位的响应规律
    6.2 不同结构类型滑坡地下水响应模式
7 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
致谢
参考文献
附录



本文编号：3954023