滑坡模型试验理论及其应用

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1、摘要在阐述与回顾经典的量纲分析与相似定理基础上，结合滑坡模型试验本身的特点，阐述滑坡模型试验相似理论和相似判据确定方法，并提出此类滑坡模型畸变修正方法与畸变模型设计理论。研究并开发了考虑水库蓄水和大气降雨作用下的滑坡物理模型试验系统，该系统包括模型试验平台起降、室内人-T降雨、水库水位变化控制、多物理量测试、非接触位移光学测试和y射线透射法土壤水分测试等系统，具有自动化程度与测试精度高等特点；在滑坡相似材料配制和评价方面提出并建立了基于模糊评判理论的滑坡模型试验相似材料择优方法，使相似材料的选择和配制更加快捷、准确；利用滑坡模型试验理论和研发的试验系统对三峡库区千将坪滑坡

2、形成机制深入研究，获得了部分具有一定理论与应用价值的研究成果，进而揭示三峡库区滑坡在降雨与库水耦合作用。‘F的孕育与发生机制规律。滑坡模型试验经历多年的发展，已逐渐由定性一半定量一定量研究阶段，在相似理论、模型相似材料、模型成型工艺、测量技术等方面都获得了长足的进步，取得了很多具有理论意义与应用价值的研究成果，但滑坡模型试验结果如何更好的指导工程实际是需要进一步研究的问题。’第二章从滑坡物理模型试验相似理论出发、以三峡库区滑坡物理模型试验为研究背景，在系统研究滑坡模型试验中的相似现象与相似方法基础上，完成了滑坡模型试验17个常用参数的相似判据推导演算，并针对传统相似理论在

3、滑坡地质力学模型试验应用中的畸变问题，提出了滑坡物理模型试验畸变修正方法，进一步完善了滑坡物理模型试验理论与方法。第三章建立并完善了考虑大气降雨和水库水位变化作用的大型滑坡物理模型实验系统，主要包括试验平台与试验槽、室内人工降雨系统和水库水位控制系统、基于光学原理的非接触式位移测量系统、7射线水分测试系统和位移、土压力、孔隙水压力传感器，该系统的构建为研究滑坡在水库蓄水和大气降雨条件下的变形破坏试验提供了良好的设备基础条件。第四章在滑坡模型相似材料研制中，通过适当补充试验点个数的方法克服了均匀设计方法实验点过少的缺陷，深化了均匀设计在滑坡模型相似材料中的应用；并从模型试验

4、相似材料评价方法的适用性和科学性的角度出发，提出可采用模糊综合评判方法对滑坡模型试验的相似材料进行评价。第五章针对三峡水库滑坡的特点，就引起水库滑坡的两个相似环境：三峡水库蓄水和三峡库区降雨的特征、它们与滑坡的关系，以及它们的相似条件等方面进行了研究。第六章以滑坡模型试验中的相似理论和滑坡畸变模型的畸变修正方法为基础，进行千将坪滑坡物理模型试验相似材料的配制，建立了千将坪滑坡物理模型试验模型。通过在大型滑坡模型试验系统上对千将坪滑坡地质结构和地质环境的模拟试验，揭示了千将坪滑坡失稳机制。通过千将坪滑坡物理模型试验，探索了三峡水库135m蓄水过程中并遭遇2003年6月21日

5、至7月11日降雨的情况下滑坡失稳机制，为研究库区典型顺层岩质滑坡在水库蓄水和降雨条件下的失稳机理提供参考；并对千将坪滑坡在后续的水库蓄水和骤降过程中的变形和稳定进行初步的预测。关键词：滑坡模型试验，相似理论，量纲分析，模型畸变修正，三峡水库，蓄水，降雨ABSTRACTBasedontheclassicdimensionalanalysisandsimilartheorem，combiningthecharacteristicsofmodeltestappliedinlandslide，thesimilartheoremandsimilarcriteriaoflandsli

6、demodeltestaredescribedandthedistortioncorrectionmethodanddistortionmodeldesigntheoryareadvanced．Thelandslidemodeltestsystemconsideringtheeffectsofreservoirimpoundmentandtherainfallsisresearchedanddeveloped，whichconsistsofalargeflumewithhydraulicliftingfacilities，asetofcomputer-controlled

7、surfacesprinklersandpipestosimulaterainfallandreservoirimpoundment，aswellasacomprehensiveinstrumentationanddataacquisitionsystem，andbothitsdegreeofautomationandtestingprecisionaregreat．Amethodtoselectingthebestsimil盯materialsoflandslidemodeltestbasedonfuzzyevaluatio