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大渡河流域某水电站倾倒变形体边坡治理措施探索

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水利水电技术（中英文） 2023年第S2期54卷 387-392页

作者：李贵平中国安能集团第一工程局有限公司广西南宁530028

倾倒变形体边坡通常构造复杂,稳定性差,在水电站施工的过程中,如何有效对其进行治理,往往是电站建设期安全和进度控制的难题。以大渡河流域某水电站位于倾倒变形体范围内的导流洞进口边坡为例,结合倾倒变形体边坡特性描述、变形过程以... 详细信息

倾倒变形体边坡通常构造复杂,稳定性差,在水电站施工的过程中,如何有效对其进行治理,往往是电站建设期安全和进度控制的难题。以大渡河流域某水电站位于倾倒变形体范围内的导流洞进口边坡为例,结合倾倒变形体边坡特性描述、变形过程以及采取的治理措施,以期为相似工程倾倒变形体边坡治理提供借鉴。

关键词：水电站倾倒变形体边坡治理措施

基于多源数据融合的倾倒变形体结构探测方法与滑坡边界研究

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基于多源数据融合的倾倒变形体结构探测方法与滑坡边界研究

作者：何双成都理工大学

学位级别：硕士

倾倒变形是一种常见于反倾向层状结构斜坡的变形破坏形式,在我国的青藏高原东南缘地区,深切河谷地貌发育,软岩地层分布广泛,斜坡卸荷强烈,为大型倾倒变形体的形成提供了有利组合条件。近年来针对倾倒变形体结构的众多研究成果表明,倾倒... 详细信息

倾倒变形是一种常见于反倾向层状结构斜坡的变形破坏形式,在我国的青藏高原东南缘地区,深切河谷地貌发育,软岩地层分布广泛,斜坡卸荷强烈,为大型倾倒变形体的形成提供了有利组合条件。近年来针对倾倒变形体结构的众多研究成果表明,倾倒变形体灾变过程的地面形态和地下结构（形态结构）不仅影响着它未来的稳定性,也影响着降雨入渗等内部地质过程;不同于滑动具有一个控制稳定性的滑面,倾倒变形体形成过程中会形成许多折断裂隙面、岩层曲面,往往具有更加复杂的结构特征。对于大型倾倒变形体而言,尤其是在没有平硐和丰富的钻孔资料情况下,如何能有效地查明地下结构?针对此问题,本文在总结现有研究成果的基础上,以岷江右岸变质岩斜坡上发育的一个特大型倾倒变形体—石大关倾倒变形体为研究对象,通过多次野外实地调查,尝试综合运用高分辨航空高程测量、地面地质调查、地表位移监测、钻探和高密度电法、面波勘探、微震环境噪声探测等多源手段,通过基于多源数据融合的结构探测方法,查明了石大关倾倒变形体内部倾倒结构和现今的变形破坏特征,建立了倾倒斜坡几何形态结构模型和水文地质模型,并分析了石大关倾倒变形体滑坡边界发育分布特征,确定了滑坡边界和潜在失稳体积。本文取得的主要研究成果如下:（1）获取了与石大关倾倒变形体地面形态和地下结构相关的多源数据,初步建立了基于多源数据融合的倾倒变形体结构探测方法;并采用“软数据”和“硬数据”概念对多源数据进行了质量评估,通过“确定性指数”和交叉检验均方根误差（RMSE）评价了融合解译结果可靠程度和误差。案例研究表明,基于多源数据融合的结构探测方法能够提高倾倒变形体复杂结构的探测水平,明显降低使用单一方法数据量少、存在多解性的不足。（2）基于多源数据融合解译的结果,建立了石大关倾倒变形体3D结构模型,从地貌特征、地质特征、地球物理特征对石大关倾倒变形体的形态结构进行了详细分析;并基于时移电阻率探测数据,结合石大关倾倒变形体结构特征,分析了浅层水文过程。研究表明:石大关倾倒变形体浅层水文以大气降水入渗为主,地面裂缝、碎裂岩体和折断带形成优先流动路径,使地表水能够到达深部,入渗的水以含泥量较高折断带为下界面向坡下流动,在凹型基底面处形成富水区。（3）结合石大关倾倒变形体结构特征和地质过程机制分析,分析了石大关倾倒变形体复合变形模式和复杂边界条件形成过程。石大关倾倒变形体北侧变形过程属于“岩层倾倒→后缘拉裂→基部折断→整体滑移”模式,南侧变形过程为“岩层倾倒→后缘拉裂、前部挤压应力集中-基部折断→前部鼓胀、侧向裂解、反翘剪出→整体滑移”模式,倾倒变形体整体滑移发生在挤压部位剪切破坏后,风化段鼓胀和侧向裂解是倾倒变形演化后期的迹象;在这个过程中,坡体结构及岩性特征是边界形成的基础条件,河谷快速下切和地貌起到控制作用,地震和降雨加速倾倒变形体滑坡边界形成。（4）通过多源数据探测结果,结合斜坡局部倾斜基准面（SLBL）综合分析,初步确定了石大关倾倒变形体滑坡边界和潜在失稳体积。结果表明,倾倒变形体关键滑坡边界包括由后缘拉张滑移裂缝、北侧“雁列状”剪切裂缝、南侧冲沟和前缘复合变形破裂构成的侧缘边界,以及由倾倒变形体折断带岩体形成的底边界,潜在失稳体积约1188.24×10～4 m3。

关键词：多源数据地球物理倾倒变形体结构特征滑坡边界

基于LM-BP和SVR的倾倒变形体变形预测

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河海大学学报（自然科学版） 2021年第1期49卷 64-69页

作者：徐卫亚徐伟闫龙陈鸿杰黄德凡河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 华能澜沧江水电股份有限公司云南昆明650214 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650214

为了深入了解黄登水电站1号倾倒变形体的变形趋势,采用LM-BP神经网络和SVR进行变形预测研究。基于倾倒变形体的实际变形监测资料,对位移、降雨、库水位、温度等资料进行分析,以库水位、降雨量、温度、时间作为输入参数,以位移变形作为... 详细信息

为了深入了解黄登水电站1号倾倒变形体的变形趋势,采用LM-BP神经网络和SVR进行变形预测研究。基于倾倒变形体的实际变形监测资料,对位移、降雨、库水位、温度等资料进行分析,以库水位、降雨量、温度、时间作为输入参数,以位移变形作为输出参数,构建LM-BP神经网络模型和SVR模型,对部分监测数据进行(先行学习)训练,对后续的监测数据进行验证预测,预测预报了研究测点的变形情况。分析结果表明,2个模型精度都比较高,LM-BP神经网络模型的最大误差为2.53%,SVR模型的最大误差为4.35%,预测方法有效。

关键词：倾倒变形体变形预测机器学习深度学习 LM-BP神经网络支持向量回归

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白龙江水泊峡倾倒变形体涌浪预测研究

水利水电工程设计 2022年第3期41卷 44-46页

作者：张学东贾桢陈书文武鹏飞中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

水泊峡倾倒变形体位于拟建代古寺水库库区,水库蓄水后将淹没坡脚造成塌岸,诱发局部滑塌,进而形成涌浪。在稳定性分析的基础上,计算出可能失稳方量,采用潘家铮法、水科院法进行涌浪预测,为评价水泊峡倾倒变形体对拟建大坝影响提供依据。

关键词：倾倒变形体稳定性分析涌浪白龙江

基于数值模拟的水位升降对倾倒变形体稳定性影响研究

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河南水利与南水北调 2022年第7期51卷 86-87页

作者：黎万昌贵州省毕节市金海湖新区毛栗水库管理所贵州毕节551600

为研究某电站库水位升降对进水口边坡倾倒变形体的稳定性,基于现场调查和野外测绘详细分析了研究区倾倒变形体的发育特征和破坏模式,进一步建立FLAC数值模型,计算了不同水位下变形体的稳定性响应。结果表明:①河流下切、地壳抬升导致变... 详细信息

为研究某电站库水位升降对进水口边坡倾倒变形体的稳定性,基于现场调查和野外测绘详细分析了研究区倾倒变形体的发育特征和破坏模式,进一步建立FLAC数值模型,计算了不同水位下变形体的稳定性响应。结果表明:①河流下切、地壳抬升导致变形体随坡脚锁固段的坍滑而逐渐诱发牵引其他变形体下滑;②强变形体倾倒~弯曲变形后的岩层倾角小于30°,而弱变形体倾倒~弯曲变形后的岩层倾角在30~60°;③不同蓄水位工况下倾倒变形体稳定性结果表明,3723 m工况下,倾倒变形体底界前部的剪切应变最大,最大值为4.58×10^(-4);水位在3718 m工况下,最大剪切应为0.01。水位为3718 m工况时,变形体前缘的水平位移最大,最大值为1.63×10^(-3)m;水位为3718 m时,水平位移最大值为0.02 m。

关键词：水电站倾倒变形体水位升降 FLAC软件

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倾倒变形体发育演化影响因素及失稳模式研究

倾倒变形体发育演化影响因素及失稳模式研究

作者：陈鑫成都理工大学

学位级别：硕士

环青藏高原东部广大地区的坡度陡降带内,广泛发育高山峡谷的地貌景观。该区域地形坡度大、初始地应力高,河谷随着区域的抬升快速下切,造就了强烈的卸荷环境。该区域地质灾害频发,倾倒变形体便是一类广泛发育于该区域层状岩石高陡边坡中... 详细信息

环青藏高原东部广大地区的坡度陡降带内,广泛发育高山峡谷的地貌景观。该区域地形坡度大、初始地应力高,河谷随着区域的抬升快速下切,造就了强烈的卸荷环境。该区域地质灾害频发,倾倒变形体便是一类广泛发育于该区域层状岩石高陡边坡中的地质灾害,常给人类生产、生活带来巨大损失。倾倒变形影响因素错综复杂,坡体经历时效变形后是否进一步发生倾倒变形破坏往往难以判断。目前,对倾倒变形体失稳模式的认识尚有不足,多沿用Goodman,Bray等人的分类,但随着大量倾倒变形体的发现,该分类已显得不完全适用。倾倒变形体的稳定性是工程建设中最为关心的问题之一,但目前尚没有一个能较为简便而准确地评价其稳定性的方法。针对上述问题,本文在搜集大量倾倒变形体实例的基础上分析了其发育特征,进而总结了倾倒变形的影响因素,并结合多元回归分析了主要影响因素。在坡体地质结构特征、变形破坏特征和变形失稳机理的基础上提出了5类失稳模式,最后采用SVM方法建立了倾倒变形体稳定性预测模型。本文针对倾倒变形体,以工程地质分析、岩体力学为指导,结合统计学和数值模拟等技术手段,主要进行了如下研究:(1)搜集国内33个大型倾倒变形体实例(反向坡倾倒变形体23个、顺向坡倾倒变形体10个),分析了倾倒变形体的空间分布特征和坡体组成特征,进而总结了倾倒变形体发育的地质环境特征。(2)在倾倒变形体发育特征基础上分析了斜坡倾倒变形的影响因素,包括内部影响因素和外部诱发因素。将内因进行抽象后,利用均匀试验法设计了具有多因素不同水平的斜坡概化模型,并结合UDEC程序模拟了这些斜坡的变形特征。(3)采用多元线性回归法对各斜坡倾倒变形量与可能的影响因素之间的关系进行回归分析,得出了斜坡倾倒变形的控制因素。(4)分别按岩层倾向、变形体成因、变形部位和演化阶段对倾倒变形体进行了单因素分类;按照岩性组合、变形及岩体结构特征和坡体结构特征对倾倒变形体进行了多因素分类。(5)将倾倒变形体失稳模型分为5类:弯曲-拉裂-剪切型、倾倒-折断-剪切型、卸荷-弯曲-倾倒型、压缩-弯曲-倾倒型以及压缩-拉裂-倾倒型,结合典型倾倒变形体分析了各失稳模式发育的岩性特征、坡体地质结构特征、坡体变形破坏特征,并采用PFC颗粒流程序分析了各模式的变形失稳机理。(6)分析了倾倒变形体变形失稳的演化规律,在此基础上分析了倾倒变形体稳定性的影响因素。搜集既有倾倒变形体实例,将其各影响因素和实际稳定性作为样本,建立了倾倒变形体稳定性的支持向量机(SVM)预测模型。最后,以狮子坪电站二古溪倾倒变形斜坡为例,采用SVM模型对其稳定性进行了预测,并与常规评价方法计算结果进行了对比。

关键词：倾倒变形体发育演化控制因素失稳模式稳定性评价

倾倒变形体边坡在强震作用下的动力响应 ——以沙窝子高边坡为例

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倾倒变形体边坡在强震作用下的动力响应 ——以沙窝子高边坡为例

作者：李俊明成都理工大学

学位级别：硕士

我国是一个多地震的国家,2008年5月12日14时28分,四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地震,地震造成重大人员伤亡和经济损失。沙窝子高边坡位于国道317(213)线都江堰至汶川公路路段,岷江右岸,距汶川县城约3km。沙窝子边在汶川大地震中... 详细信息

我国是一个多地震的国家,2008年5月12日14时28分,四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地震,地震造成重大人员伤亡和经济损失。沙窝子高边坡位于国道317(213)线都江堰至汶川公路路段,岷江右岸,距汶川县城约3km。沙窝子边在汶川大地震中遭到局部破坏,影响到都汶公路的安全使用,因此研究以沙窝子边坡为例的倾倒变形体边坡在强震作用下的动力响应具有重要的现实意义。本文总结了倾倒变形体的研究历史和现状,并以沙窝子高边坡为例,着重从工程地质方面分析了倾倒变形体在强震作用下的动力响应。建立振动台物理模拟试验进行模拟分析,很好的重现了倾倒变形体在强震作用下的动力响应特征,而后建立了离散元二维模型对倾倒变形体的变形破坏过程进行了深入的反演分析,主要讨论了倾倒变形体在强震作用下变形的速率、位移和矢量的分布规律和特点,然后建立了有限元计算模型进行应力场和塑性区的分析,从应力的角度验证前面工作的合理性。(1)在总结前人研究的基础上对倾倒变形体在强震作用下的动力响应进行归纳总结,并对该边坡在汶川大地震中的动力响应特征进行归纳总结。(2)进行了物理模拟试验相似原理的归纳和总结,并对成都理工大学独自研发的振动试验台进行系统的阐述和原理的分析,指出了该振动台的特点,针对沙窝子边坡所模拟的倾倒变形体提出相应的试验方案,并利用实验室多年的试验经验取得此次试验所需的物理参数。(3)采用离散元软件UDEC对沙窝子高边坡的倾倒变形体进行在强震作用下的数值模拟计算,总共计算迭代到90000步,得出以下结论:倾倒变形体边坡在强震作用下的破坏过称可以分为三个阶段:第一阶段,产生拉裂缝。模型计算初始,变形主要集中在边坡前缘的坡脚处,其次为边坡的后缘,表现为坡脚岩体开裂,后缘出现小拉裂缝。第二阶段,裂缝的发展。后缘拉裂缝不断加深加宽,前缘岩体变形破坏加剧,边坡前缘基覆界面处出现覆盖层的变形现象,表现为坡表出现张拉裂缝。第三阶段,失稳破坏。后缘拉裂缝加大并有岩体向坡外抛射,坡脚处岩体失稳向坡外运动,前缘覆盖层整体失稳下滑,边坡破坏。(4)通过有限差分数值模型计算沙窝子倾倒变形体边坡在强震作用下的稳定性分析,可得出以下结论:1)地震状态下,边坡的最大位移和天然状态下不同,天然状态下最大位移主要集中在后缘,而地震状态下最大位移主要集中在边坡表面的覆盖层,位移由外向里逐渐减小,在基覆界面附近形成一个潜在滑面,表层覆盖层中前缘位移最大,约36cm左右。2)地震状态下,边坡的最大主应力主要分布在边坡表层的倾倒体和覆盖层,后缘相对于前缘有所增大,最大主应力由外向内逐渐减小,在临近基岩的地方趋近于零,和天然状态下基本一致。3)地震状态下,最小主应力的分布与天然状态下大致相同,在邻近坡表面的地方最小主应力趋近于零;趋近于坡体内部,最小主应力方向也产生明显偏转,逐渐转至与坡面近于垂直,应力量值由内向外逐渐降低,近坡面位置逐渐趋于零,与天然状态下不同的是局部没有呈现拉应力现象。4)地震状态下,塑性区分布特征和天然状态下完全不同,天然状态下,模型的塑性区主要集中在覆盖层的局部地区,而地震状态下塑性区主要分布在边坡表层的整个覆盖层,局部地方出现塑性破坏区,在前缘地带形成一个贯通的塑性破坏带,显然这将对整个边坡的稳定性造成极大威胁。5)地震状态下,边坡覆盖层内将会形成一条连续贯通的剪应变增量增高带,该剪应变增量增高带在贯通整个基覆界面,据此可以认为此时该边坡已经在覆盖层内部沿基覆界面形成了一条连续贯通的潜在滑动带(面),显然这进一步说明了边坡在强征作用下稳定性处于较差的阶段。潜在滑动面的产生也证明了前面物理模拟和离散元模拟时所确定的滑动面的合理性。

关键词：倾倒变形体强震动力响应

澜沧江上游某倾倒变形体蓄水作用下演化机制分析及稳定性评价

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科学技术与工程 2016年第25期16卷 16-24页

作者：曾阳益邓辉杨啡涂国祥成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

澜沧江上游某电站左岸近坝大面积发育倾倒变形体。倾倒变形体早期河谷下切,受重力作用,产生一定范围的倾倒变形破坏,水库蓄水以后,地下水位抬升,倾倒变形体将被大面积浸泡并软化,导致其力学抗剪强度指标降低,倾倒变形体将有可能发生失... 详细信息

澜沧江上游某电站左岸近坝大面积发育倾倒变形体。倾倒变形体早期河谷下切,受重力作用,产生一定范围的倾倒变形破坏,水库蓄水以后,地下水位抬升,倾倒变形体将被大面积浸泡并软化,导致其力学抗剪强度指标降低,倾倒变形体将有可能发生失稳破坏,从而威胁到水电站建筑物尤其是大坝的安全。该处倾倒变形体较为典型,结合相关地质资料建立二维离散元模型分析倾倒变形体不同部位变形破坏特征,成因机制,以及进一步发展演化机制。通过三维数值模拟分析其蓄水前后应力应变,并根据刚体极限平衡理论,对倾倒变形体在多种工况下不同破坏模式稳定性进行验算。

关键词：倾倒变形体变形破坏特征成因机制数值模拟稳定性

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我国倾倒变形体发育规律研究

长江科学院院报 2017年第8期34卷 111-119页

作者：陆文博晏鄂川邹浩张世殊中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072

倾倒变形体发育规律研究在倾倒变形防治规划及水电工程选址中具有重要意义。统计国内的倾倒变形体,有助于分析我国倾倒变形体发育规律。根据倾倒变形体的分布提出倾倒变形体区域地质易发性分区研究范围,选取地貌、地层时代、地震烈度、... 详细信息

倾倒变形体发育规律研究在倾倒变形防治规划及水电工程选址中具有重要意义。统计国内的倾倒变形体,有助于分析我国倾倒变形体发育规律。根据倾倒变形体的分布提出倾倒变形体区域地质易发性分区研究范围,选取地貌、地层时代、地震烈度、构造应力分布为影响因子,针对倾倒变形体进行区域地质易发性区划评价。选择在西部地区发育的11条主要河流上的水电工程倾倒变形体进行地理位置易发性区划评价,分析不同等级中倾倒变形体分布特点与发育要素(岩性、坡高、坡角、发育高程、水平及垂直发育深度)的对应关系。结果表明:倾倒变形体主要分布在四川、青海、云南3省;横断山脉"极大、大起伏高山"区属于倾倒变形体地质极易发区;雅砻江中游、澜沧江中上游、黄河上游、大渡河上游、岷江上游等河流属于倾倒变形体地理位置易发性较高区段。通过此研究,可为西南倾倒变形体防治规划及水电工程选址提供一定的参考依据。

关键词：倾倒变形体区域地质西部水电工程地理位置易发性发育规律