《三峽庫區(qū)堆積層滑坡預(yù)測預(yù)報模型與判據(jù)研究》是在對三峽庫區(qū)典型堆積層滑坡實例分析與國內(nèi)外預(yù)測預(yù)報模型綜合研究的基礎(chǔ)上,對堆積層滑坡的變形時空演化規(guī)律以及滑帶土強度衰減規(guī)律進行了研究,并建立了堆積層滑坡中長期預(yù)報模型和警戒速度預(yù)報模型,最后提出了基于滑坡變形速度比、裂縫貫通比和宏觀跡象的三維綜合判據(jù)。
《三峽庫區(qū)堆積層滑坡預(yù)測預(yù)報模型與判據(jù)研究》分為七章,第1章闡述了三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的滑坡預(yù)測研究的研究意義。第二章對三峽庫區(qū)具有臺階狀位移特征的白水河滑坡、八字門滑坡、臥沙溪滑坡、新灘滑坡和卡子灣滑坡等滑坡實例進行了分析,分析內(nèi)容主要包括滑坡簡介、變形曲線、影響因素和變形破壞模式等。第三章全面分析了三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的滑坡變形時空演化特征,包括滑坡的漸進式破壞、變形速度的波動和滯后性、變形加速破壞階段特征等時間演化特征和雙層滑動、變形區(qū)域的劃分、局部破壞等空間演化特征,并對其反映滑帶的塑性或脆性破壞的力學(xué)機制、變形速度和外界影響因素的函數(shù)關(guān)系進行分析。第四章首先對滑坡的中長期預(yù)報模型進行了概述分析,針對上述模型的不足,建立了考慮降雨、庫水位等外界影響因子的灰色GM(1,1)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并通過白水河滑坡和八字門滑坡兩個滑坡實例與灰色GM(1,1)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行了對比分析。第五章詳細的介紹了Voight模型及其適用性,針對臺階狀滑坡的位移特征,建立了基于Voight模型的警戒速度預(yù)報方法,并通過白水河滑坡和新灘滑坡對該預(yù)報方法進行了驗證分析。第六章詳細分析了變形速度、位移加速度、位移切線角、滑坡位移比、LURR值等滑坡單因子判據(jù),并對其適用性進行了分析。第七章對全文研究內(nèi)容進行了總結(jié),并針對研究過程中尚未很好解決的問題進行了展望!
我國三峽庫區(qū)屬于滑坡災(zāi)害高發(fā)區(qū),每年滑坡災(zāi)害造成了巨大的損失。自2003年三峽水庫蓄水之后,由于庫水位的大幅度上升和水位周期升降的作用,惡化了三峽水庫周邊的地質(zhì)環(huán)境,產(chǎn)生了大量新生滑坡并加劇了原有滑坡變形,使得庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作變得更加嚴峻。由于三峽庫區(qū)所處的特殊地質(zhì)環(huán)境和庫水位周期漲落的影響,很多堆積層滑坡的累計位移一時間曲線的形狀全部或一部分形如臺階狀,這種具有臺階狀位移特征的堆積層滑坡一般經(jīng)歷多次加速變形,變形速度受降雨、庫水位等影響表現(xiàn)出明顯的波動性。此類型的滑坡在變形演化的過程中,降雨、庫水位外界荷載作用時,累計位移呈現(xiàn)陡坎式增長,外力去除,累計位移則表現(xiàn)為較平穩(wěn)。本書的研究對象就是具有臺階狀位移特征的堆積層滑坡,該類型的滑坡在三峽庫區(qū)造成了嚴重的經(jīng)濟損失和一定的人員傷亡。為了減小此類型滑坡所造成的損失,有必要對其預(yù)防方法進行研究。傳統(tǒng)減小滑坡災(zāi)害的方法主要有工程措施和滑坡預(yù)測預(yù)報兩類方法。但是由于很多滑坡規(guī)模大且滑體厚度大,往往現(xiàn)有的工程技術(shù)條件難以達到穩(wěn)定坡體的效果或者因為治理的成本過高而往往不采取工程措施。當(dāng)工程措施失效時,為了減小生命財產(chǎn)的損失,采用滑坡預(yù)測預(yù)報方法變得尤為重要。
本書采用現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測資料分析和理論研究相結(jié)合的方法,對三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡預(yù)測預(yù)報模型與判據(jù)開展研究。在三峽庫區(qū)典型堆積層滑坡實例分析的基礎(chǔ)上,全面分析了三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡變形時空演化特征,包括滑坡的漸進式破壞、變形速度的波動和滯后性、變形加速破壞階段特征等時間演化特征和雙層滑動、變形區(qū)域的劃分、局部破壞等空間演化特征,并建立了反映滑帶力學(xué)機制、變形速度和外界影響因素的函數(shù)關(guān)系;針對堆積層滑坡臺階狀位移特征,建立了考慮降雨、庫水位等外界影響因子的灰色GM(1,1)-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和基于Voight模型的警戒速度預(yù)報方法;針對變形速度、位移加速度、位移切線角、滑坡位移比、LURR值等滑坡單因子預(yù)報判據(jù)的不足,建立了以滑坡變形速率比、裂縫的貫通比、宏觀跡象作為三維基本因子的滑坡三維立體綜合判據(jù)。其研究成果對三峽庫區(qū)堆積層滑坡的監(jiān)測預(yù)警工作有一定的理論意義和工程應(yīng)用價值。
全書共分為七章,第一章由李德營撰寫,第二章由李德營、李遠耀撰寫,第三章由李德營、殷坤龍撰寫,第四章由李德營、陳麗霞、杜娟撰寫,第五章、第六章和第七章由李德營、殷坤龍撰寫.最后全書由李德營統(tǒng)稿。
在本書的撰寫過程中得到了相關(guān)單位、專家和研究成員的大力支持,特別感謝三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作指揮部提供的資料支持。
由于著者學(xué)識有限,書中難免存在錯誤和缺點,敬請廣大讀者批評指正。
第一章 緒論
第一節(jié) 研究意義
第二節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題
一、滑坡變形破壞特征與機制研究現(xiàn)狀
二、滑坡時間預(yù)報模型研究現(xiàn)狀
三、滑坡預(yù)報判據(jù)研究現(xiàn)狀
四、存在的問題及發(fā)展趨勢
第三節(jié) 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
一、研究內(nèi)容
二、技術(shù)路線
第二章 三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡實例分析
第一節(jié) 白水河滑坡
一、滑坡簡介
二、變形曲線分析
三、影響因素分析
四、變形破壞模式
第二節(jié) 新灘滑坡
一、滑坡簡介
二、變形曲線分析
三、影響因素分析
四、變形破壞模式
第三節(jié) 八字門滑坡
一、滑坡簡介
二、變形曲線分析
三、影響因素分析
四、變形破壞模式
第四節(jié) 卡子灣滑坡
一、滑坡簡介
二、變形曲線分析
三、影響因素分析
四、變形破壞模式
第五節(jié) 臥沙溪滑坡
一、滑坡簡介
二、變形曲線分析
三、影響因素分析
第三節(jié) 警戒速度預(yù)報方法
第四節(jié) 實例分析
四、變形破壞模式
第六節(jié) 小結(jié)
第三章 三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡變形時空演化特征
第一節(jié) 具臺階狀位移特征的堆積層滑坡變形時間演化特征
一、滑坡漸進式破壞
二、滑坡變形速度的波動
三、滑坡變形速度的滯后性
四、滑坡變形加速破壞階段特征
第二節(jié) 具臺階狀位移特征的堆積層滑坡變形速度波動的內(nèi)在機制
一、降雨誘發(fā)型滑坡
二、降雨與庫水位聯(lián)合作用型滑坡
第三節(jié) 具臺階狀位移特征的堆積層滑坡變形空間演化特征
一、雙層滑動
二、變形區(qū)域劃分
三、滑坡局部破壞
第四節(jié) 小結(jié)
第四章 三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡中長期預(yù)報
第一節(jié) 滑坡中長期預(yù)報模型分析
一、統(tǒng)計預(yù)報模型
二、非線性預(yù)報模型
三、物理力學(xué)預(yù)報模型
四、耦合預(yù)報模型
五、綜合分析
第二節(jié) 基于影響因子的灰色GM(1,1)一BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
一、模型概述
二、灰色GM(1,1)模型
三、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
第三節(jié) 白水河滑坡應(yīng)用分析
一、影響因子確定
二、基于影響因子的灰色GM(1,1)一BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立
第四節(jié) 八字門滑坡應(yīng)用分析
一、影響因子確定
二、基于影響因子的灰色GM(1,1)一BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立
第五節(jié) 小結(jié)
第五章 三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡警戒速度預(yù)報方法
第一節(jié) Voight模型
第二節(jié) Voight模型適用性分析
一、速度與加速度的關(guān)系
二、適用性分析
一、白水河滑坡
二、新灘滑坡
第五節(jié) 小結(jié)
第六章 三峽庫區(qū)具臺階狀位移特征的堆積層滑坡綜合預(yù)報判據(jù)研究
第一節(jié) 滑坡單因子判據(jù)
一、變形速度判據(jù)
二、位移加速度判據(jù)
三、蠕變曲線切線角判據(jù)
四、滑坡位移比判據(jù)
五、LURR判據(jù)
第二節(jié) 滑坡三維立體綜合判據(jù)研究
一、滑坡多因子綜合判據(jù)
二、滑坡三維立體綜合判據(jù)
三、滑坡三維立體綜合判據(jù)的因子選擇
第三節(jié) 實例分析
一、新灘滑坡
二、白水河滑坡
第四節(jié) 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
第一節(jié) 結(jié)論
第二節(jié) 展望
參考文獻