1 绪论 1
1.1 滑坡预报研究的历史回顾 1
1.2 滑坡预报的基本类型与方法 3
1.3 滑坡预报的主要问题与讨论 5
1.4 滑坡预报的新思路——GMD数值模型预报 7
1.5 发展趋势 10
1.6 本书的主要研究内容及取得的成果 11
第一篇 滑坡变形失稳成因机理研究 17
2 降雨诱发滑坡机理与稳定性评价方法研究 17
2.1 概述 17
2.2 非饱和土的强度理论 17
2.2.1 非饱和土的Mohr-Coulomb准则 17
2.2.2 土水特征曲线研究 19
2.2.3 含水量对非饱和土抗剪强度的影响 23
2.3 非饱和土基质吸力量测 25
2.3.1 观测井及观测目的 26
2.3.2 基质吸力及孔隙水压力随深度和坡体结构的分布规律 27
2.3.3 基质吸力及孔隙水压力随时间和降雨的变化规律 28
2.4 滑坡降雨入渗理论分析 32
2.4.1 饱和-非饱和渗流的基本理论 32
2.4.2 边坡降雨入渗问题 35
2.4.3 降雨入渗问题的近似解 37
2.4.4 数值模拟方法及程序开发 38
2.5 降雨影响滑坡稳定性评价理论与方法 41
2.5.1 基于非饱和土力学理论的极限平衡分析方法 41
2.5.2 降雨对边坡稳定性影响机理 47
3 库水诱发滑坡成因机理研究 48
3.1 概述 48
3.2 库水诱发滑坡机理分析 48
3.2.1 直接诱发型 49
3.2.2 间接诱发型 52
3.3 水-岩相互作用理论与方法 53
3.3.1 等效连续介质双场耦合分析数学模型 53
3.3.2 双场耦合作用的非线性有限元数值模拟的解法 55
3.4 渗流场与应力场耦合分析的数值模拟技术 56
3.4.1 3D-Modflow 56
3.4.2 FLAC3D 59
第二篇 滑坡预测预报理论研究 67
4 滑坡预测预报基本理论研究 67
4.1 滑坡预报的基本问题 67
4.1.1 滑坡预报的基本概念 67
4.1.2 滑坡预报的基本原理 67
4.1.3 滑坡预报的时间尺度 68
4.1.4 滑坡监测点的选取 68
4.2 滑坡监测信息的处理 69
4.2.1 单点监测数据的处理 69
4.2.2 多点监测信息的处理 81
4.3 滑坡演化阶段的判别 87
4.3.1 曲线切线角速率法 88
4.3.2 人工免疫阴性选择算法 88
5 滑坡预测预报模型研究 94
5.1 滑坡的定量预报 94
5.1.1 确定性预报模型 95
5.1.2 统计预报模型 97
5.1.3 非线性预报模型 99
5.1.4 类比分析法 100
5.1.5 多模型综合定量预报 101
5.2 滑坡的定性预报 102
5.2.1 滑坡的稳定性 102
5.2.2 滑坡的变形破坏机理 104
5.2.3 滑坡的变形阶段及宏观变形破坏迹象 104
5.2.4 滑坡的宏观前兆异常现象 105
5.2.5 滑坡预报知识库 106
5.3 滑坡的GMD数值模型预报 111
5.4 滑坡的综合预测预报 113
6 滑坡预测预报判据研究 114
6.1 安全系数和可靠概率预报判据 114
6.2 变形速率预报判据 115
6.2.1 岩质边坡滑坡位移速率判据 115
6.2.2 堆积层滑坡速率和位移矢量角判据 116
6.2.3 蠕变曲线切线角和矢量角判据 116
6.2.4 一些典型滑坡的位移速率 116
6.3 滑坡综合信息预报判据 118
6.3.1 新滩滑坡综合信息预报判据 118
6.3.2 黄腊石滑坡综合信息预报判据 118
6.3.3 臬兰山滑坡综合信息预报判据 119
6.4 降雨与滑坡的关系 120
6.4.1 滑坡发生与暴雨频次和降雨周期的关系 120
6.4.2 滑坡发生与降雨总量和降雨强度的关系 121
6.4.3 滑坡与降雨形式的关系 123
6.4.4 典型滑坡的降雨阀值 123
6.5 水库蓄水对滑坡的影响 124
6.6 典型滑坡预报参数特征值 125
6.7 滑坡预报判据总结 127
7 滑坡综合预测预报信息系统研究 129
7.1 系统的结构体系 129
7.2 系统的内容及功能 130
7.3 系统的数据库设计 131
7.3.1 滑坡基础信息库 131
7.3.2 滑坡预报综合信息库 132
7.4 滑坡定量预报模块 132
7.5 滑坡定性预报模块 133
7.5.1 变形破坏机理研究模块 134
7.5.2 稳定性评价模块 135
7.5.3 变形阶段判别模块 138
7.5.4 破坏概率分析模块 141
7.5.5 滑动时间预报模块 142
7.6 系统的开发 144
第三篇 典型滑坡预测预报实例研究 149
8 新滩滑坡预测预报研究 149
8.1 滑坡的基本特征 149
8.2 滑坡的形成条件 150
8.3 滑坡的变形发展过程 150
8.4 滑坡变形监测 151
8.5 滑坡预测预报 152
8.5.1 定量预报 152
8.5.2 定性预报 153
8.5.3 综合预测预报 157
9 三峡库区泄滩滑坡GMD模型及预测预报研究 158
9.1 泄滩滑坡的基本特征 158
9.1.1 滑坡的形态特征 158
9.1.2 坡体的结构特征及物质组成 160
9.1.3 滑带特征 162
9.1.4 泄滩滑坡水文地质结构特征 165
9.2 泄滩滑坡滑带土物理力学特性研究 166
9.2.1 泄滩滑坡滑带土基本物理力学特性研究 166
9.2.2 泄滩滑坡滑带土三轴流变试验 167
9.2.3 泄滩滑坡滑带土流变模型 170
9.3 库水对泄滩滑坡影响的渗流分析 177
9.3.1 泄滩滑坡稳定渗流分析 177
9.3.2 泄滩滑坡非稳定渗流和水-岩耦合作用数值模拟 181
9.4 降雨对泄滩滑坡的影响分析 185
9.4.1 泄滩滑坡基质吸力现场观测 185
9.4.2 降雨入渗过程中泄滩滑坡渗流场数值模拟 185
9.4.3 降雨影响泄滩滑坡稳定性的评价 200
9.5 泄滩滑坡变形及稳定性的FLAC3D分析 206
9.5.1 计算模型的建立 207
9.5.2 天然状态下应力-应变场特征及稳定性分析 207
9.5.3 蓄水条件下泄滩滑坡变形及稳定性分析 214
9.6 泄滩滑坡离心模型试验研究 233
9.6.1 实验技术条件 234
9.6.2 离心模型实验设计 238
9.6.3 实验结果分析 239
9.7 基本认识 247
10 三峡库区石榴树包滑坡GMD模型及预测预报研究 249
10.1 石榴树包滑坡工程地质条件 249
10.1.1 石榴树包滑坡的形态特征 249
10.1.2 滑体的物质组成及结构特征 251
10.1.3 滑坡区岩土体物理力学性质 252
10.1.4 石榴树包滑坡水文地质结构特征 253
10.2 石榴树包滑坡近期变形情况 257
10.2.1 地表变形 257
10.2.2 地下滑带变形 259
10.2.3 宏观地质调研 263
10.2.4 石榴树包滑坡监测数据的综合分析 263
10.3 石榴树包滑坡应力场的三维数值模拟 266
10.3.1 石榴树包滑坡削方减载前的应力场分析 266
10.3.2 石榴树包滑坡削方减载后的应力场分析 271
10.4 石榴树包滑坡在水库蓄水条件下变形及稳定性的数值模型预测 275
10.4.1 计算模型 275
10.4.2 135m蓄水位阶段变形及稳定性的预测评价 276
10.4.3 139m蓄水位和削方减载工程施工后的模拟分析 280
10.5 石榴树包滑坡的定性预测预报 285
10.5.1 根据2004年6月以前变形监测信息的定性预测 285
10.5.2 根据2004年6月以后变形监测信息的定性预测 286
10.6 基本认识 290
11 二滩水库金龙山滑坡GMD模型及预测预报研究 292
11.1 金龙山滑坡区地质环境及变形体的特征 292
11.1.1 滑坡区地质环境 292
11.1.2 金龙山滑坡变形体特征 294
11.2 水库蓄水后金龙山滑坡变形特征分析 295
11.2.1 水库蓄水、运营过程中库水位变化特征 295
11.2.2 水库蓄水后金龙山滑坡地下水流场变化特征 296
11.2.3 水库蓄水后金龙山滑坡的变形特征 298
11.3 金龙山Ⅱ区强蠕滑体的概念模型 302
11.4 金龙山Ⅱ区蠕滑体渗流场三维数值模拟 303
11.4.1 金龙山Ⅱ区蠕滑体计算模型 303
11.4.2 库水位上升时地下水位分布 304
11.4.3 库水位下降时地下水位分布 305
11.4.4 库水位上升时引起的水力梯度变化 305
11.4.5 库水位下降时引起的水力梯度变化 306
11.5 金龙山Ⅱ区蠕滑体应力场三维数值模拟 307
11.5.1 计算模型 307
11.5.2 蓄水前计算结果分析 308
11.5.3 蓄水后计算结果分析 310
11.6 金龙山Ⅱ区蠕滑体形变场三维数值模拟 313
11.6.1 计算模型 313
11.6.2 天然状态下变形特征及稳定性分析 314
11.6.3 金龙山蠕滑体在蓄水条件下变形特征及稳定性分析 317
11.6.4 金龙山蠕滑体在泄水条件下稳定性分析 321
11.7 金龙山Ⅱ区蠕滑体的变形预测 328
主要参考文献 331