水对岩质边坡倾倒变形影响的DDA模拟-中国水利水电科学研究院学报.PDF

第14卷 第3期 中国水利水电科学研究院学报 Vol.14 No.3 2016年6月 Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research June，2016 文章编号：1672-3031（2016）03-0161-10 水对岩质边坡倾倒变形影响的DDA 模拟 张国新，雷峥琦，程 恒 （流域水循环模拟与调控国家重点实验室 中国水利水电科学研究院，北京 100038） 摘要：大量工程实例表明，水位变动与水库库岸岩质边坡的变形失稳有紧密联系。本文基于非连续介质力学的 DDA（DiscontinousDeformationAnalysis）方法，采用经典的Goodman倾倒模型，对边坡进行倾倒变形及失稳过程模 拟，分析了岩质边坡倾倒变形的机理、影响因素，变形稳定和整体失稳的控制条件。在此基础上，考虑水的浮托 力和渗透力的作用，模拟了水对岩质边坡倾倒变形的触发作用以及水位变动对变形的影响，分析了水对岩质边坡 安全系数的影响。模拟结果显示，发生倾倒变形的安全系数远小于整体稳定安全系数；坡脚的稳定性对边坡的整 体稳定起控制作用，坡脚的滑移是边坡发生倾倒变形的必要条件；水的作用降低了坡脚的稳定性，一定条件下是 边坡进一步发生倾倒变形的触发因素。 关键词：岩质边坡；倾倒变形；水的作用；DDA方法 中图分类号：TV413.6 文献标识码：A doi ：10.13244/ki.jiwhr.2016.03.001 1 研究背景 地质灾害防治是水库大坝建成后的一个重要任务。国内外不乏水库蓄水后库岸发生滑坡造成灾 害的例子。如建于意大利威尼斯省的瓦伊昂水库建成蓄水至正常水位3年后发生大滑坡，体积达 3 ［1］ 2.4亿m 的巨型滑坡体滑入水库，引起超出坝顶高程100m的巨浪，造成近2 600人死亡的惨痛灾难 。 ［2］ 美国的大古力水电站建成后的头10年发生了近500次的库岸滑坡 。1961年我国湖南的拓溪水库蓄水 3 ［3］ 初期近坝库区右岸塘岩光村 165万m 大滑坡，引起的涌浪翻过坝顶，造成重大损失，死亡40人 。 2003年7月三峡水库开始蓄水一个月后湖北秭归县沙镇溪镇千将坪村1500万m 山体突然下滑，造成3 14人死亡、10人失踪，带来巨大经济损失。2007年水位自156m调节至151m后重庆万州发生滑坡6 ［4］ 处，2008年175m蓄水试验以来，重庆段共发生滑坡150多处，直接经济损失超过5亿元 。 此外，有的滑坡体虽然尚未形成滑坡破坏，但在蓄水后启动滑动变形，长期处于蠕动变形状 态，该变形与水位变化密切相关，存在发生大型滑坡灾害的风险。如清江隔河岩水库茅坪滑坡体， 3 总体积2350万m ，1993年4月水库蓄水后开始变形，截止2004年累计水平变形2747.1mm，垂直位 ［5-6］ 移548.4 mm 。黄河某大型水电站蓄水后右岸边坡总体积达数千万立方米的滑坡体开始向河床蠕动 ［7］ 变形，截至目前累计变形已达30多米，实属世界罕见 。 ［8］ 降雨和水库蓄水所引起的地下水位抬升是诱发滑坡的主要原因 。国内外很多学者研究了水对岸