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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目: 坝坡稳定性研究
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完成日期: 2021年 5 月 12日
内容摘要
坝坡稳定是水利工程中很受关注问题,坝坡失稳造成的滑坡运动不仅引起局部环境破坏,还危害和威胁人民生命财产的安全及经济建设的发展。本文论文主要对坝坡稳定的破坏原因、形式及防治的措施进行研究。首先针对坝坡稳定破坏进行调查,简单介绍滑坡危害,对坝坡稳定研究进行概述,分析坝坡失稳的原因并提出相应的防治措施。结合清平水库瓦窑堡水利工程坝坡失稳实例,进行具体的原因分析,并针对存在问题提出4条改进建议和防治措施。
关键词:坝坡;稳定;破坏原因;防治措施
目 录
引 言
边坡稳定性分析一直是岩土工程的一个重要研究内容。目前边坡稳定性的分析评价方法多种多样, 大体上可以将它们分为确定性分析方法和不确定性分析方法两类。尽管这些评价方法已经得到广泛应用, 但由于边坡稳定性受多种因素影响, 且各影响因素又具有复杂性和不确定性(如模糊性、信息的不完全性和未确定性, 因此确定性分析方法的分析结果与实际不能完全吻合, 而不确定性分析方法的准确性与实际情况之间又存在差距。目前,我国正大规模的开展基础设施的建设, 这为边坡工程的研究创造了良好的条件, 同时也需要加强对边坡工程稳定性分析评价方法方面的研究, 以指导工程的设计与施工。
1 坝坡稳定性概述
1.1 坝坡失稳的调查
坝坡失稳是指一定体积的边坡地质体,在荷载作用下失稳,沿着坡体内部一个或多个软弱面带发生的具有一定规模的顺坡下滑现象,多发生在山区、河流沿岸、暴雨区、蓄水区等。水利水电工程边坡、水库岸坡、河道岸坡、道路边坡等每年都会发生一些滑坡事故,甚至造成重大灾难。滑坡运动不仅造成局部环境破坏,而且还危害与威胁人民生命财产的安全及经济建设的发展。
统计资料显示,全球的滑坡灾害与人类活动密切相关,并且呈数量越来越多、规模越来越大、影响越来越广、经济损失越来越严重的趋势。近20年来,仅意大利、日本、美国、俄罗斯、印度、中国、捷克、奥地利、瑞士等国,各国每年因滑坡灾害所造成的经济损失,平均达15亿—20亿美元,总和平均每年达120亿—160亿美元。人类在利用自然和改造自然的过程中,遇到的滑坡问题越来越多,滑坡灾害的影响范围和程度日趋增大,滑坡灾害及其防治工程的分析研究也日益引起普遍关注。
1.2 滑坡的危害
坝坡的失稳将会产生滑坡,滑坡这类地质灾害的发生将给人民生命财产、工程设施、对地质、环境等方面都产生较大的危害。
(1)对人民生命财产的危害:规模较大的滑坡可摧毁城镇,砸毁建筑物,造成人畜伤亡。
(2)公共设施:滑坡可毁坏大坝、水电站、厂房,冲毁渠道和溢流设施等;滑坡是导致溃坝的主要原因,使大坝存在溃坝危险,对下游农田等造成毁坏;对道路交通产生较多不利影响;由于特殊的地形地貌,河流沿岸特别是峡谷地段多为滑坡灾害易发生段,滑坡发生后易阻塞河道,在较大程度地阻碍了航运的开展,甚至形成天然水库,形成洪水灾害。
(3)人民生活:滑坡的产生导致下游生活区供水供电受到影响,交通的破坏也影了救援的开展和物资的输入,严重影响了人民生活的正常开展。
(4)对环境的危害:滑坡使植被遭到破坏,地表涵养水分能力减弱,水土流失增强,导致当地地质环境、生态环境进一步恶化,更加速了滑坡地质灾害的形成与发展。
1.3 研究课题的提出
随着国民经济的不断发展,水利工程建设项目逐渐增多,但大坝建设质量参差不齐,设计施工标准不一。坝坡由于各内在与外在因素常发生跨塌的事故,造成经济损失和人员伤亡。坝坡稳定问题由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性,预测比较困难,一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一。
2 滑坡的原因分析
2.1 滑坡的分类
坝坡失稳造成滑坡,由于滑坡的危害较大,为深入分析滑坡的原因,主要从坝坡失稳的形式来分类。
(1)剪切破坏导致的滑坡
当坝体与坝基土层是高塑性以外的粘性土,或粉砂以外的非粘性土时,土坝滑坡多属剪切破坏。破坏的原因是由于滑动体的滑动力超过了滑动面上的抗滑力所致,滑坡体移动的距离可有数米到数十米不等,直到滑动力和抗滑力经过调整达到新的平衡以后,滑动才停止。
(2)塑性破坏导致的滑坡
坝坡产生显著塑性流动现象时,称为塑性破坏型滑坡。滑坡土体的蠕动一般进行十分缓慢,发展过程较长,较易觉察。但是当高塑性土的含水量高于塑限而接近流限时,或土体几乎达到饱和状态又不能很快排水固结时,塑性流动便会出现较快的速度,危害性较大。水中填土坝在施工期由于水不能很快排泄,坝坡也会出现连续的位移和变形,以致发展成滑坡。
(3)液化破坏导致的滑坡
当坝体或坝基土层是均匀中细砂或粉砂,水库蓄水之后,坝体在饱和状态下突然经受强烈的震动时,砂的体积有急剧收缩的趋势,坝体中的水分无法析出,使砂粒处于悬浮状态,从而向坝趾方向急速流泻,产生滑坡。
2.2 地质原因引起滑坡
岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。大断层带附近修建土石坝则极有可能发生滑坡体,大断层带附近岩层往往破碎,有利于地下水的浮动和滑坡产生。断层交错部位,则常有大型滑坡或滑坡群分布,断层上部,滑坡产生的几率更大。在倒转褶皱的轴部,由于岩层十分破碎,破碎岩石与堆积土集中分布,也易产生