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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Ⅰ269

9.5.2 算例Ⅱ273

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