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降雨与开挖联合作用下边坡位移矢量及速率变化分析——以韩江高陂水利枢纽右岸尾水渠边坡为例

刘震涛 尚彦军 邵鹏 魏思宇

刘震涛, 尚彦军, 邵鹏, 魏思宇. 降雨与开挖联合作用下边坡位移矢量及速率变化分析——以韩江高陂水利枢纽右岸尾水渠边坡为例[J]. 机械工程学报, 2020, 28(1): 122-131. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-294
引用本文: 刘震涛, 尚彦军, 邵鹏, 魏思宇. 降雨与开挖联合作用下边坡位移矢量及速率变化分析——以韩江高陂水利枢纽右岸尾水渠边坡为例[J]. 机械工程学报, 2020, 28(1): 122-131. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-294
LIU Zhentao, SHANG Yanjun, SHAO Peng, WEI Siyu. ANALYSIS ON VARIATIONS OF DISPLACEMENT RATES UNDER INFLUENCES OF RAINFALL AND EXCAVATION—TAKING RIGHT BANK SLOPE OF GAOBEI KEY WATER CONTROL PROJECT AS CASE STUDY[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2020, 28(1): 122-131. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-294
Citation: LIU Zhentao, SHANG Yanjun, SHAO Peng, WEI Siyu. ANALYSIS ON VARIATIONS OF DISPLACEMENT RATES UNDER INFLUENCES OF RAINFALL AND EXCAVATION—TAKING RIGHT BANK SLOPE OF GAOBEI KEY WATER CONTROL PROJECT AS CASE STUDY[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2020, 28(1): 122-131. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-294

降雨与开挖联合作用下边坡位移矢量及速率变化分析——以韩江高陂水利枢纽右岸尾水渠边坡为例

doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-294
基金项目: 

国家自然基金面上项目 41772320

地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室项目 SKLGP2017K021

详细信息
    作者简介:

    刘震涛(1969-), 男, 硕士, 高级工程师, 长期从事水利水电工程地质和施工技术管理工作.E-mail:lzhtao2@163.com

    通讯作者:

    尚彦军(1967-), 男, 博士, 研究员, 长期从事地质灾害防治教学与科研工作. E-mail:jun94@mail.igcas.ac.cn

  • 中图分类号: P642.A

ANALYSIS ON VARIATIONS OF DISPLACEMENT RATES UNDER INFLUENCES OF RAINFALL AND EXCAVATION—TAKING RIGHT BANK SLOPE OF GAOBEI KEY WATER CONTROL PROJECT AS CASE STUDY

Funds: 

the National Natural Science Foundation of China 41772320

SKLGP SKLGP2017K021

  • 摘要: 对临时边坡坡脚下挖和逐级浇筑砼挡墙支护的水利枢纽尾水渠工程而言,如何在雨季利用强降雨间隙高强度开挖基坑后浇筑回填即起支挡加固作用而不至引发大规模滑动破坏,是此类工程中优先考虑的问题。工程实践中采用信息化施工成功与否很大程度上依赖于滑坡变形过程及位移矢量关系分析及精细施工组织。本文以韩江高陂水利枢纽右岸边坡为例,在工程地质条件分析基础上,通过对尾水渠挡墙基坑开挖中边坡变形监测数据分析,得到多个监测点矢量时空变化关系,验证了边坡变形过程中的顺时针压扭式固结排水破坏机制。结合降水资料分析,得到边坡变形与降水和开挖的对应关系。结果表明,边坡日均位移速率v与日均降水量p之间的统计关系式为v=103.45ln(p)-82.821,非强降雨时段主要由坡脚开挖引发的平均位移速率可达200 mm ·d-1。上述破坏模式和监测分析结果为尾水库挡墙信息化施工提供了依据,从而为该工程在雨季达到施工安全提供了保证。

     

  • 图  高陂水利枢纽右岸边坡工程地质图

    a.平面图;b.剖面图(6-6′)

    Figure  1.  Engineering geological map of the right banking slope at Gaobei Key Water Control Project

    图  右岸边坡变形破坏情况(2019-03-17,镜头朝向:S)

    Figure  2.  Deformation and failure occurred in the left bank of the Han River

    图  前后设立6批55个监测点平面分布关系图

    Figure  3.  Distribution of 55 motoring points in the plane coordinate

    图  不同监测点X初始坐标与位移速率关系图

    Figure  4.  Relation of initial X coordinates of monitoring points with displacement rate

    图  不同时期设立的监测点及边坡开挖情况

    a.第1批2月下旬~3月初设立的25个监测点;b.第4批5月8日设立的T系列监测点;c.第6批7月19日设立的Z系列监测点(数字为尾水渠挡墙块编号)

    Figure  5.  Layout of monoitoring points with slope excavation at different stages

    图  平面位移X/Y比值随时间变化图

    Figure  6.  Variation of X/Y with dates

    图  平面位移矢量与X负轴夹角随坝纵X坐标变化图

    Figure  7.  Variation of angle between displacement vector with X axis negative direction with coordinates of X

    图  日降水分布直方图及累计降水量变化曲线

    (降雨强度级别划分参考刘艳辉等(2016);(1)~(5)为降水高峰段编号)

    Figure  8.  Histogram of daily precipitation and variation curve of accumulated daily precipitation

    图  边坡监测点位移矢量随时间累计变化曲线图

    a.平面(XY轴合成);b.沿坝纵X轴; c.沿坝横Y轴; d.沿垂向Z

    Figure  9.  Cumulative curve of displacement vector of monitoring points with dates

    图  10  日均降水量p与位移速率v关系曲线

    Figure  10.  `Daily precipitation versus displacement rate

    图  11  西侧缘裂缝断面擦痕显示发生过两次斜滑运动

    Figure  11.  Scratches on the fracture section of the western margin show two oblique sliding events

    表  1  4个不同时段位移速率与日均降水率关系表

    Table  1.   Relation of displacement rate and daily precipitation in 4 stages

    监测点 时间段
    月-日上、下午
    阶段(1)~(4) Y位移
    速率
    /mm·d-1
    平面位移
    速率
    /mm·d-1
    日均
    降水率
    /mm·d-1
    点6 03-13下~03-30上 1 265.54 297.85 33.42
    点6 03-13下~03-30上 2 43.82 49.67 5.99
    M9 05-04上~05-15上 3 250.64 283.88 5.05
    T6 06-09上~06-14下 4 248.55 272.66 25.00
    点5 03-13下~03-30上 2 32.48 36.40 5.99
    点7 03-13下~03-30上 2 42.06 47.58 5.99
    T9 06-09上~06-14下 4 289.27 309.29 25.00
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  • Feng W K, Meng R, Li K, et al. 2019. Discussion on failure mechanism for complex movement of Shuimatuo landslide in Guizhou Province[J]. Journal of Engineering Geology, 27(3): 592-600. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcdzxb201903015
    Gao L T, Yan E C, Liu K. 2014. Accumulation landslides under rainfall condition-a case from Chongqing[J]. Journal of Engineering Geology, 22(2): 263-271. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcdzxb201402016
    Liu D Z. 1971. Regional geology survey report: Mei County sheet(scale 1: 200, 000)[R]. Guangzhou: Team No.1 of Regional Geology Survey, Guangdong Geological Bureau.
    Liu Y H, Liu L N. 2016. Rainfall-induced mechanism based early warning model for slopes of dualistic layers in weathered granitic area[J]. Journal of Engineering Geology, 24(4): 542-549. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gcdzxb201604008
    Luo Y X. 2007. Formation, characteristics and prevention of the meteorological disasters in Meizhou[J]. Tropical Geography, 27(6): 505-510. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=rddl200706005
    Shang M, Liao F, Ma R, et al. 2019. Prediction of cumulative displacement of Bazimen landslide based on one-variable linear regression model[J]. Journal of Engineering Geology, 27(5): 1172-1178. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013795217300856
    Tang J, He Y. 2017. Application of the dynamic design method in mitigation of Longjiayan Landsldie[J]. Transportation Science and Technology, (2): 38-41.
    Xu Y Z, Lu Y N, Li D Y, et al. 2016. GIS and information model based landslide susceptibility assessment in granite area of Guangxi ZAR[J]. Journal of Engineering Geology, 24(4): 693-703.
    Yang F, Xu Q, Fan X M, et al. 2019. Prediction of landslide displacement time series based on Support Vector Regression Machine with Artificial Bee Colony algorithm[J]. Journal of Engineering Geology, 27(4): 880-889. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gcdzxb201904022
    Yang Z F, Shang Y J, Wang S J, et al. 2001. Engineering geomechanical analysis and monitoring control in design and construction of the Wuqiangxi shiplock slope, China[J]. Engineering Geology, 59(1-2): 59-72. doi: 10.1016/S0013-7952(00)00062-4
    Yin Y P. 2010. Mechanism of apparent dip slide of inclined bedding rockslide-a case study of Jiweishan Rockslide in Chongqing[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 29(2): 217-226. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yslxygcxb201002001
    Zhang X J. 2010. One of the introduction of regional geological structures in Guangdong-introduction of fault features[J]. Guangdong Highway Survey and Design, (3): 31-36.
    Zhang Z L. 2019. Design scheme for treatment of geological safety hidden danger in the right bank with road to the dam of the Gaobei Water Control Project, Hanjiang River[R]. Guangzhou: Institute of Water Conservancy and Electricity Survey and Design, Guangdong Province.
    Zhao Y H, Fan X Y, Wang H G, et al. 2017. Effect of initial shear stress and phase difference on dynamic characteristics of saturated sand[J]. Yangtze River, 48(3): 48-52. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=rmcj201703015
    冯文凯, 孟睿, 李坤, 等. 2019.贵州省水麻坨滑坡的复杂运动破坏机制探讨[J].工程地质学报, 27(3): 592-600. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2018-025
    高连通, 晏鄂川, 刘珂. 2014.考虑降雨条件的堆积体滑坡多场特征研究[J].工程地质学报, 22(2): 263-271. doi: 10.3969/j.issn.1004-9665.2014.02.016
    刘殿左. 1971.中华人民共和国区域地质调查报告: 梅县幅(比例尺1 ︰ 20万)[R].广州: 广东省地质局区域地质调查队一分队.
    刘艳辉, 刘丽楠. 2016.基于诱发机理的降雨型滑坡预警研究-以花岗岩风化壳二元结构斜坡为例[J].工程地质学报, 24(4): 542-549. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2016.04.008
    罗迎新. 2007.梅州市气象灾害的形成、特征及其防治[J].热带地理, 27(6): 505-510. doi: 10.3969/j.issn.1001-5221.2007.06.005
    尚敏, 廖芬, 马锐, 等. 2019.基于一元线性回归模型八字门滑坡累积位移预测[J].工程地质学报, 27(5): 1172-1178. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019021
    唐军, 何云. 2017.动态设计法在龙家岩滑坡治理工程中的应用实例[J].交通科技, (2): 38-41. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/sykjxx201702012
    许英姿, 卢玉南, 李东阳, 等. 2016.基于GIS和信息量模型的广西花岗岩分布区滑坡易发性评价[J].工程地质学报, 24(4): 693-703. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2016.04.027
    杨帆, 许强, 范宣梅, 等. 2019.基于时间序列与人工蜂群支持向量机的滑坡位移预测研究[J].工程地质学报, 27(4): 880-889. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-256
    殷跃平. 2010.斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究-以重庆武隆鸡尾山滑坡为例[J].岩石力学与工程学报, 29(2): 217-226.
    张修杰. 2010.广东省区域地质构造简介之一-断裂特征介绍[J].广东公路勘察设计, (3): 31-36. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=35653145
    张诸林. 2019.广东省韩江高陂水利枢纽工程右岸上坝道路山体地质安全隐患处理设计方案[R].广州: 广东省水利电力勘测设计研究院.
    赵运会, 樊晓一, 王海瓜, 等. 2017.偏转型滑坡滑动与堆积影响因素研究[J].人民长江, 48 (3): 48-52. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/rmcj201703010
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-05
  • 修回日期:  2019-11-10
  • 发布日期:  2020-02-25

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