第1章 绪言 1
1.1 三峡工程与库岸滑坡 1
1.1.1 三峡工程概况 1
1.1.2 库岸滑坡概况 4
1.2 降雨及水库蓄水对滑坡的影响 6
1.3 非饱和土理论在滑坡稳定性分析中的应用 7
1.3.1 非饱和土边坡稳定性分析方法 7
1.3.2 非饱和土边坡稳定性影响因素 8
1.3.3 非饱和土力学相关理论研究 9
1.3.4 有待进一步研究的问题 11
参考文献 12
第2章 三峡库区地质环境及滑坡分布特征 17
2.1 三峡库区地理地质背景 17
2.1.1 气象水文 17
2.1.2 地形地貌 19
2.1.3 地层岩性 20
2.1.4 岸坡结构类型 23
2.1.5 地质构造 24
2.1.6 库区地下水 24
2.1.7 新构造活动特征及地震 28
2.2 三峡库区滑坡发育分布特征 31
2.2.1 滑坡发育类型统计 31
2.2.2 滑坡发育影响因素 33
2.2.3 大型涉水滑坡统计 36
参考文献 37
第3章 三峡库区滑坡复活机理及滑坡分类 39
3.1 三峡库区典型滑坡地质条件及变形特征 39
3.1.1 秭归县树坪滑坡 40
3.1.2 秭归县木鱼包滑坡 43
3.1.3 奉节县生基包滑坡 47
3.1.4 秭归白家包滑坡 51
3.1.5 云阳黄泥巴磴坎滑坡 55
3.2 库水位变动及降雨对滑坡变形影响规律 57
3.2.1 水与滑坡岩土体相互作用效应 57
3.2.2 库水位升降对滑坡稳定性影响规律 59
3.2.3 降雨对滑坡稳定性的影响 63
3.3 基于库水及降雨诱发机理的滑坡分类 68
3.3.1 基本思想 68
3.3.2 分类方案 68
3.4 三峡库区重大涉水滑坡地质模型及类型确定 70
参考文献 74
第4章 降雨及库水诱发滑坡机理的物理模型试验验证 75
4.1 物理模型试验系统 75
4.1.1 模型试验架 75
4.1.2 数据采集系统 78
4.1.3 人工降雨模拟系统 82
4.1.4 非接触式位移测量系统 82
4.1.5 物理量量测系统 82
4.2 相似材料试验 84
4.2.1 第一套相似材料试验 84
4.2.2 第二套相似材料试验 86
4.3 降雨对滑坡渗流场影响的模型试验 89
4.3.1 模型试验材料 89
4.3.2 模型试验过程 89
4.3.3 试验结果 91
4.3.4 分析与讨论 93
4.4 浮托减重型滑坡模型试验 94
4.4.1 模型制作 94
4.4.2 试验方案 98
4.4.3 试验结果 98
4.4.4 分析与讨论 101
4.5 动水压力型滑坡模型试验 103
4.5.1 模型制作 103
4.5.2 试验方案 105
4.5.3 试验结果 106
4.5.4 分析与讨论 109
参考文献 110
第5章 土水特征曲线及其数学模型 112
5.1 基本理论 112
5.1.1 非饱和土中的吸力 112
5.1.2 土水特征曲线 117
5.2 常规条件下土水特征曲线试验 119
5.2.1 试验仪器 119
5.2.2 试验土样 119
5.2.3 试验方法 120
5.2.4 试验结果与分析 120
5.2.5 参数的物理意义 122
5.3 固结压力作用下土水特征曲线试验 123
5.3.1 试验概述 123
5.3.2 试验设备与试验方法 123
5.3.3 试验试样 124
5.3.4 试验结果与分析 124
5.3.5 函数拟合参数与固结压力的关系 126
5.4 干湿循环条件下土水特征曲线试验 127
5.4.1 试验仪器 128
5.4.2 试验方案及试验结果 129
5.4.3 干湿循环影响规律 132
5.5 土水特征曲线数学模型优化 133
5.5.1 国内外模型简述 133
5.5.2 优化模型——Sigmoidal半对数函数 134
参考文献 139
第6章 非饱和土的渗透性函数 141
6.1 渗透系数 141
6.2 非饱和土渗流基本理论 142
6.2.1 土水势 142
6.2.2 达西定律 143
6.2.3 土壤水分运动基本方程 144
6.3 一种确定V-G模型参数的数值模拟反演法 144
6.3.1 一维垂直入渗非饱和土渗透试验仪 144
6.3.2 一维垂直非饱和土渗透试验 145
6.3.3 V-G参数反演 147
6.4 确定非饱和土渗透性函数的一种新方法 151
6.4.1 非饱和土渗透系数表达式的推导 151
6.4.2 非饱和土渗透系数表达式适用性探讨 154
6.5 考虑固结压力影响的非饱和土渗透性函数 160
参考文献 162
第7章 滑坡岩土体非饱和力学特性试验 165
7.1 滑坡土体非饱和抗剪强度试验 165
7.1.1 非饱和土的有效应力原理和强度理论 165
7.1.2 非饱和土的抗剪强度参数量测方法 169
7.1.3 非饱和土三轴试验 171
7.1.4 非饱和土直剪试验 174
7.1.5 试验研究总结 178
7.2 非饱和土本构模型参数试验 178
7.2.1 饱和土的修正剑桥模型简介 180
7.2.2 非饱和土的Barcelona模型简介 181
7.2.3 Barcelona模型修正及探讨 186
7.2.4 试验设备及方案 189
7.2.5 试验结果及模型参数 193
7.3 周期荷载作用下土的力学特性试验 196
7.3.1 试验土样及试验方案 197
7.3.2 试验结果及分析 199
7.3.3 试验结果的模型预测与对比 204
参考文献 208
第8章 坡面径流与坡体渗流整体求解模型及有限元模拟 211
8.1 非饱和土渗流基本理论 212
8.1.1 研究进展 212
8.1.2 非饱和土壤水运动基本方程 213
8.2 坡面径流研究进展及基本理论 217
8.2.1 研究进展 217
8.2.2 坡面径流基本理论 218
8.3 坡面径流与坡体渗流整体求解模型 221
8.3.1 研究进展 221
8.3.2 降雨入渗基本理论 223
8.3.3 整体求解模型 227
8.4 地表排水沟排水数值模拟及分析 239
8.4.1 排水沟排水数值模型 240
8.4.2 地表排水沟排水数值模拟 241
8.5 讨论 246
参考文献 246
第9章 基于非饱和土理论的滑坡稳定性数值模拟方法 250
9.1 非饱和土的普遍弹塑性模型的本构方程 250
9.1.1 非饱和土的弹性本构模型 250
9.1.2 非饱和土的屈服条件和破坏条件 251
9.1.3 非饱和土的流动法则 252
9.1.4 硬化定律 252
9.1.5 加卸载准则 254
9.1.6 非饱和土的普遍弹塑性本构方程推导 254
9.2 非饱和土Barcelona弹塑性模型的本构方程 256
9.2.1 非饱和土Barcelona模型的本构方程 257
9.2.2 非饱和土本构关系的验证 258
9.3 基于非饱和土弹塑性模型的有限元模拟程序 260
9.3.1 程序组成 260
9.3.2 程序主体结构及计算原理 260
9.4 非饱和土边坡稳定性分析方法 262
9.4.1 基于有限元的二维边坡稳定性分析方法 262
9.4.2 三维边坡稳定性分析方法 266
9.4.3 三维非饱和土边坡稳定性分析方法 268
9.5 非饱和土边坡三维稳定性分析算例 269
9.5.1 算例Ⅰ 269
9.5.2 算例Ⅱ 273
9.5.3 三维稳定性分析方法与二维方法的对比 275
9.6 影响非饱和土边坡稳定性的主要因素 277
9.6.1 吸力分布对非饱和土边坡稳定性的影响 278
9.6.2 地下水位线位置对非饱和土边坡稳定性的影响 280
9.6.3 滑面位置对非饱和土边坡稳定性的影响 281
9.6.4 强度参数对非饱和土边坡稳定性的影响 282
9.7 三维非饱和土滑坡稳定性分析的工程实例 283
9.7.1 泄滩滑坡概况 283
9.7.2 滑坡三维计算模型 285
9.7.3 库水位波动条件下的孔压分布规律 286
9.7.4 三维滑坡稳定性随库水位升降的变化规律 289
参考文献 294
第10章 三峡库区重大涉水滑坡稳定性评价及空间预测 295
10.1 滑坡稳定性评价与复活工况预测 295
10.1.1 单体滑坡稳定性评价与复活工况预测基本方法 295
10.1.2 典型滑坡稳定性评价与复活工况预测 298
10.2 三峡库区重大涉水滑坡动态空间预测系统 301
10.2.1 系统建设目标 302
10.2.2 空间数据库建设 302
10.2.3 系统建设 306
10.2.4 空间预测评价图编制 313
参考文献 314