《三峡库区堆积层滑坡预测预报模型与判据研究》是在对三峡库区典型堆积层滑坡实例分析与国内外预测预报模型综合研究的基础上,对堆积层滑坡的变形时空演化规律以及滑带土强度衰减规律进行了研究,并建立了堆积层滑坡中长期预报模型和警戒速度预报模型,最后提出了基于滑坡变形速度比、裂缝贯通比和宏观迹象的三维综合判据。
《三峡库区堆积层滑坡预测预报模型与判据研究》分为七章,第1章阐述了三峡库区具台阶状位移特征的滑坡预测研究的研究意义。第二章对三峡库区具有台阶状位移特征的白水河滑坡、八字门滑坡、卧沙溪滑坡、新滩滑坡和卡子湾滑坡等滑坡实例进行了分析,分析内容主要包括滑坡简介、变形曲线、影响因素和变形破坏模式等。第三章全面分析了三峡库区具台阶状位移特征的滑坡变形时空演化特征,包括滑坡的渐进式破坏、变形速度的波动和滞后性、变形加速破坏阶段特征等时间演化特征和双层滑动、变形区域的划分、局部破坏等空间演化特征,并对其反映滑带的塑性或脆性破坏的力学机制、变形速度和外界影响因素的函数关系进行分析。第四章首先对滑坡的中长期预报模型进行了概述分析,针对上述模型的不足,建立了考虑降雨、库水位等外界影响因子的灰色GM(1,1)—BP神经网络模型,并通过白水河滑坡和八字门滑坡两个滑坡实例与灰色GM(1,1)、BP神经网络模型进行了对比分析。第五章详细的介绍了Voight模型及其适用性,针对台阶状滑坡的位移特征,建立了基于Voight模型的警戒速度预报方法,并通过白水河滑坡和新滩滑坡对该预报方法进行了验证分析。第六章详细分析了变形速度、位移加速度、位移切线角、滑坡位移比、LURR值等滑坡单因子判据,并对其适用性进行了分析。第七章对全文研究内容进行了总结,并针对研究过程中尚未很好解决的问题进行了展望。”
我国三峡库区属于滑坡灾害高发区,每年滑坡灾害造成了巨大的损失。自2003年三峡水库蓄水之后,由于库水位的大幅度上升和水位周期升降的作用,恶化了三峡水库周边的地质环境,产生了大量新生滑坡并加剧了原有滑坡变形,使得库区地质灾害防治工作变得更加严峻。由于三峡库区所处的特殊地质环境和库水位周期涨落的影响,很多堆积层滑坡的累计位移一时间曲线的形状全部或一部分形如台阶状,这种具有台阶状位移特征的堆积层滑坡一般经历多次加速变形,变形速度受降雨、库水位等影响表现出明显的波动性。此类型的滑坡在变形演化的过程中,降雨、库水位外界荷载作用时,累计位移呈现陡坎式增长,外力去除,累计位移则表现为较平稳。本书的研究对象就是具有台阶状位移特征的堆积层滑坡,该类型的滑坡在三峡库区造成了严重的经济损失和一定的人员伤亡。为了减小此类型滑坡所造成的损失,有必要对其预防方法进行研究。传统减小滑坡灾害的方法主要有工程措施和滑坡预测预报两类方法。但是由于很多滑坡规模大且滑体厚度大,往往现有的工程技术条件难以达到稳定坡体的效果或者因为治理的成本过高而往往不采取工程措施。当工程措施失效时,为了减小生命财产的损失,采用滑坡预测预报方法变得尤为重要。
本书采用现场调查、监测资料分析和理论研究相结合的方法,对三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡预测预报模型与判据开展研究。在三峡库区典型堆积层滑坡实例分析的基础上,全面分析了三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡变形时空演化特征,包括滑坡的渐进式破坏、变形速度的波动和滞后性、变形加速破坏阶段特征等时间演化特征和双层滑动、变形区域的划分、局部破坏等空间演化特征,并建立了反映滑带力学机制、变形速度和外界影响因素的函数关系;针对堆积层滑坡台阶状位移特征,建立了考虑降雨、库水位等外界影响因子的灰色GM(1,1)-BP神经网络模型和基于Voight模型的警戒速度预报方法;针对变形速度、位移加速度、位移切线角、滑坡位移比、LURR值等滑坡单因子预报判据的不足,建立了以滑坡变形速率比、裂缝的贯通比、宏观迹象作为三维基本因子的滑坡三维立体综合判据。其研究成果对三峡库区堆积层滑坡的监测预警工作有一定的理论意义和工程应用价值。
全书共分为七章,第一章由李德营撰写,第二章由李德营、李远耀撰写,第三章由李德营、殷坤龙撰写,第四章由李德营、陈丽霞、杜娟撰写,第五章、第六章和第七章由李德营、殷坤龙撰写.最后全书由李德营统稿。
在本书的撰写过程中得到了相关单位、专家和研究成员的大力支持,特别感谢三峡库区地质灾害防治工作指挥部提供的资料支持。
由于著者学识有限,书中难免存在错误和缺点,敬请广大读者批评指正。
第一章 绪论
第一节 研究意义
第二节 国内外研究现状及存在的问题
一、滑坡变形破坏特征与机制研究现状
二、滑坡时间预报模型研究现状
三、滑坡预报判据研究现状
四、存在的问题及发展趋势
第三节 研究内容及技术路线
一、研究内容
二、技术路线
第二章 三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡实例分析
第一节 白水河滑坡
一、滑坡简介
二、变形曲线分析
三、影响因素分析
四、变形破坏模式
第二节 新滩滑坡
一、滑坡简介
二、变形曲线分析
三、影响因素分析
四、变形破坏模式
第三节 八字门滑坡
一、滑坡简介
二、变形曲线分析
三、影响因素分析
四、变形破坏模式
第四节 卡子湾滑坡
一、滑坡简介
二、变形曲线分析
三、影响因素分析
四、变形破坏模式
第五节 卧沙溪滑坡
一、滑坡简介
二、变形曲线分析
三、影响因素分析
第三节 警戒速度预报方法
第四节 实例分析
四、变形破坏模式
第六节 小结
第三章 三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡变形时空演化特征
第一节 具台阶状位移特征的堆积层滑坡变形时间演化特征
一、滑坡渐进式破坏
二、滑坡变形速度的波动
三、滑坡变形速度的滞后性
四、滑坡变形加速破坏阶段特征
第二节 具台阶状位移特征的堆积层滑坡变形速度波动的内在机制
一、降雨诱发型滑坡
二、降雨与库水位联合作用型滑坡
第三节 具台阶状位移特征的堆积层滑坡变形空间演化特征
一、双层滑动
二、变形区域划分
三、滑坡局部破坏
第四节 小结
第四章 三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡中长期预报
第一节 滑坡中长期预报模型分析
一、统计预报模型
二、非线性预报模型
三、物理力学预报模型
四、耦合预报模型
五、综合分析
第二节 基于影响因子的灰色GM(1,1)一BP神经网络模型
一、模型概述
二、灰色GM(1,1)模型
三、BP神经网络模型
第三节 白水河滑坡应用分析
一、影响因子确定
二、基于影响因子的灰色GM(1,1)一BP神经网络模型的建立
第四节 八字门滑坡应用分析
一、影响因子确定
二、基于影响因子的灰色GM(1,1)一BP神经网络模型的建立
第五节 小结
第五章 三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡警戒速度预报方法
第一节 Voight模型
第二节 Voight模型适用性分析
一、速度与加速度的关系
二、适用性分析
一、白水河滑坡
二、新滩滑坡
第五节 小结
第六章 三峡库区具台阶状位移特征的堆积层滑坡综合预报判据研究
第一节 滑坡单因子判据
一、变形速度判据
二、位移加速度判据
三、蠕变曲线切线角判据
四、滑坡位移比判据
五、LURR判据
第二节 滑坡三维立体综合判据研究
一、滑坡多因子综合判据
二、滑坡三维立体综合判据
三、滑坡三维立体综合判据的因子选择
第三节 实例分析
一、新滩滑坡
二、白水河滑坡
第四节 小结
第七章 结论与展望
第一节 结论
第二节 展望
参考文献