湖南省黄材水库溢洪道滑坡稳定性研究(1)
毕业论文
2014/4/1
摘要：湖南省黄材水库溢洪道滑坡稳定性研究，通过对滑坡特征及其变形破坏机理的探讨，采用刚体极限平衡法对滑坡进行了稳定性分析，经分析研究认为，溢洪道滑坡不稳定，必须加以防治。
关键词：溢洪道 滑坡 稳定性
一、概 述
湖南省黄材水库位于湘江一级支流沩水上游。主坝位于宁乡县黄材镇以西３．５ｋｍ的铁山里，距宁乡县城５４．５ｋｍ。是一座以灌溉为主，兼有发电和防洪等综合效益的大（２）型水利枢纽工程。该工程集雨面积２４０．８ｋｍ２，总库容１．５３亿ｍ３，主坝为黏土心墙坝，最大坝高６１．５ｍ，坝顶高程１６９．５ｍ，坝顶轴线长３４７ｍ。副坝有２座，其中竹山坳副坝位于主坝右岸约１ｋｍ处，坝型为风化料填筑的均质土坝，最大坝高２２．３ｍ，坝顶高程１７０．５ｍ，坝顶轴线长１３１．５ｍ。溢洪道布置在竹山坳副坝左岸的狮牛冲，为河岸开敞式，进口为无底坎的宽顶堰，堰顶高程１５７．０ｍ，为控制泄流，其上装３扇１０ｍ×９．３ｍ（宽×高）的钢质弧形闸门。
该工程于１９５８年９月破土兴建，１９６５年枢纽工程基本建成，１９８６年完成灌区主体工程配套任务，运行至今。工程在灌溉、发电和防洪等方面发挥了巨大效益，对促进当地工农业生产发展起了一定的作用。但由于设计标准太低，主、副坝渗漏严重，因而在１９８２年至１９８４年的水利“三查三定”中，被列为“七五”期间需进行加固的重点“病险水库”之一。在确定加固方案时，通过整体水工模型试验，认为狮牛冲溢洪道左岸应扩建一孔并改造泄槽。实施过程中，因未做任何勘探工作，对边坡所处的地质环境缺乏认识，扩建开挖时导致边坡先后发生５次较大规模滑坡，溢洪道进口滑坡就是其中之一。
该滑坡形成后，设计单位曾对其采取了表层铺盖防渗薄膜、滑体内布设排水洞、前缘设置挡墙等措施，但因缺乏必要的勘探、试验资料，对滑坡特征及其破坏机理认识不足，所以处理尚不彻底。现有观测资料显示，该滑坡仍存在不同程度的变形迹象。为此，必须查明滑坡的边界条件、滑体特征，研究滑坡形成及发展过程和变形破坏机理，并对其在不同工况下稳定状况及其动态变化趋势进行研究分析，以便采取适宜的工程处理措施，确保溢洪道安全运用。
二、滑坡特征及其变形破坏机理
１．滑坡特征
滑坡所在山坡自然地形表现为上陡、中缓、下陡，其后缘基本处于地形缓陡变坡处，后缘圈椅状特征比较明显，滑壁近于直立，高２～３ｍ。前缘向坡外凸出，鼓胀区特征明显，前舌略伸入沟底（靠近原冲沟岸边），最大高差３５ｍ。滑坡顺溢洪道呈长条形分布，长约８０ｍ，宽３０～４５ｍ，滑体厚一般为１０～２０ｍ，纵剖面上为近似圆弧状，呈２～３段弧形折线，体积约３．２×１０４ｍ３。滑体具有前陡后缓的地形特征，下部地形坡度３５°～４０°，上部２５°～３０°。
２．滑坡变形破坏机理
滑体物质上部为残坡积物，下部为风化破碎岩块夹劣质煤层、粉质黏土等。基岩中节理裂隙发育，加之岩体抗风化能力弱，严重破坏了岩体的完整性，使得岩体具有层状碎裂结构的特点。滑坡地带地形陡缓不一，岩体性质和岩体结构存在差异，滑坡变形破坏表现为上部（后缘）从残坡积物中拉裂，下部沿强风化破碎岩块与完整基岩接触面滑动。
滑坡变形破坏的力学机理：人工开挖使前缘边坡变陡，加之降雨及地表水渗入，使处于临界稳定状态的岸坡岩体在水的作用下软化、强度降低，发生压缩蠕变，坡体重心外移，并在其他各种因素尤其是开挖切脚的影响下，致使岸坡下滑，形成滑坡。由于基岩风化破碎，其滑面并非完全受控于岩体的结构面，故而形成近似圆弧状的破坏模式。究其原因有二：一是地形地质环境是形成该滑坡的内因。滑坡区地表残坡积层广布，岩土松散，有架空现象，下部基岩为薄厚不一的层状砂质板状页岩，浅变质细砂岩夹炭质板状页岩及劣质煤层，岩体中结构面发育，风化破碎，岸坡岩体卸荷松弛，地形坡度较陡，不利于边坡稳定。二是溢洪道开挖、地表降水入渗以及施工放炮震动等，是促使滑坡产生的外因。众所周知，由于坡脚开挖，减小了阻滑力，破坏了原本稳定性较差的山坡自然平衡状态，而地表降水的入渗，致使边坡岩（土）体力学强度降低，加之开挖放炮震动等因素，导致了滑坡的产生和发展。
关键词：溢洪道 滑坡 稳定性
一、概 述
湖南省黄材水库位于湘江一级支流沩水上游。主坝位于宁乡县黄材镇以西３．５ｋｍ的铁山里，距宁乡县城５４．５ｋｍ。是一座以灌溉为主，兼有发电和防洪等综合效益的大（２）型水利枢纽工程。该工程集雨面积２４０．８ｋｍ２，总库容１．５３亿ｍ３，主坝为黏土心墙坝，最大坝高６１．５ｍ，坝顶高程１６９．５ｍ，坝顶轴线长３４７ｍ。副坝有２座，其中竹山坳副坝位于主坝右岸约１ｋｍ处，坝型为风化料填筑的均质土坝，最大坝高２２．３ｍ，坝顶高程１７０．５ｍ，坝顶轴线长１３１．５ｍ。溢洪道布置在竹山坳副坝左岸的狮牛冲，为河岸开敞式，进口为无底坎的宽顶堰，堰顶高程１５７．０ｍ，为控制泄流，其上装３扇１０ｍ×９．３ｍ（宽×高）的钢质弧形闸门。
该工程于１９５８年９月破土兴建，１９６５年枢纽工程基本建成，１９８６年完成灌区主体工程配套任务，运行至今。工程在灌溉、发电和防洪等方面发挥了巨大效益，对促进当地工农业生产发展起了一定的作用。但由于设计标准太低，主、副坝渗漏严重，因而在１９８２年至１９８４年的水利“三查三定”中，被列为“七五”期间需进行加固的重点“病险水库”之一。在确定加固方案时，通过整体水工模型试验，认为狮牛冲溢洪道左岸应扩建一孔并改造泄槽。实施过程中，因未做任何勘探工作，对边坡所处的地质环境缺乏认识，扩建开挖时导致边坡先后发生５次较大规模滑坡，溢洪道进口滑坡就是其中之一。
该滑坡形成后，设计单位曾对其采取了表层铺盖防渗薄膜、滑体内布设排水洞、前缘设置挡墙等措施，但因缺乏必要的勘探、试验资料，对滑坡特征及其破坏机理认识不足，所以处理尚不彻底。现有观测资料显示，该滑坡仍存在不同程度的变形迹象。为此，必须查明滑坡的边界条件、滑体特征，研究滑坡形成及发展过程和变形破坏机理，并对其在不同工况下稳定状况及其动态变化趋势进行研究分析，以便采取适宜的工程处理措施，确保溢洪道安全运用。
二、滑坡特征及其变形破坏机理
１．滑坡特征
滑坡所在山坡自然地形表现为上陡、中缓、下陡，其后缘基本处于地形缓陡变坡处，后缘圈椅状特征比较明显，滑壁近于直立，高２～３ｍ。前缘向坡外凸出，鼓胀区特征明显，前舌略伸入沟底（靠近原冲沟岸边），最大高差３５ｍ。滑坡顺溢洪道呈长条形分布，长约８０ｍ，宽３０～４５ｍ，滑体厚一般为１０～２０ｍ，纵剖面上为近似圆弧状，呈２～３段弧形折线，体积约３．２×１０４ｍ３。滑体具有前陡后缓的地形特征，下部地形坡度３５°～４０°，上部２５°～３０°。
２．滑坡变形破坏机理
滑体物质上部为残坡积物，下部为风化破碎岩块夹劣质煤层、粉质黏土等。基岩中节理裂隙发育，加之岩体抗风化能力弱，严重破坏了岩体的完整性，使得岩体具有层状碎裂结构的特点。滑坡地带地形陡缓不一，岩体性质和岩体结构存在差异，滑坡变形破坏表现为上部（后缘）从残坡积物中拉裂，下部沿强风化破碎岩块与完整基岩接触面滑动。
滑坡变形破坏的力学机理：人工开挖使前缘边坡变陡，加之降雨及地表水渗入，使处于临界稳定状态的岸坡岩体在水的作用下软化、强度降低，发生压缩蠕变，坡体重心外移，并在其他各种因素尤其是开挖切脚的影响下，致使岸坡下滑，形成滑坡。由于基岩风化破碎，其滑面并非完全受控于岩体的结构面，故而形成近似圆弧状的破坏模式。究其原因有二：一是地形地质环境是形成该滑坡的内因。滑坡区地表残坡积层广布，岩土松散，有架空现象，下部基岩为薄厚不一的层状砂质板状页岩，浅变质细砂岩夹炭质板状页岩及劣质煤层，岩体中结构面发育，风化破碎，岸坡岩体卸荷松弛，地形坡度较陡，不利于边坡稳定。二是溢洪道开挖、地表降水入渗以及施工放炮震动等，是促使滑坡产生的外因。众所周知，由于坡脚开挖，减小了阻滑力，破坏了原本稳定性较差的山坡自然平衡状态，而地表降水的入渗，致使边坡岩（土）体力学强度降低，加之开挖放炮震动等因素，导致了滑坡的产生和发展。
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