[發明專利]確定庫區滑坡穩定狀態下的庫水位下降速率閾值的方法

有效

• 申請號: 202010533934.7
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111797507B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 王環玲;姜自華;徐衛亞;馬行生
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種確定庫區滑坡穩定狀態下的庫水位下降速率閾值的方法，步驟如下：首先建立庫區滑坡的物理模型，設定庫水位下降速率進行滑坡物理模型試驗，監測庫水位下降過程中滑坡內地下水位數據和滑坡位移數據；計算滑坡內外水位差；構建滑坡內外水位差與滑坡位移之間的關系曲線，擬合得到庫水位變動過程中滑坡內外水位差與滑坡位移的函數關系Δh(u)，求導得Δh′(u)，計算滑坡最大位移量對應的導數值Δh′(u_max)，當Δh′(u_max)值為1.00～1.10時，說明滑坡處于極限平衡狀態，此時的庫水位下降速率即為庫水位下降速率閾值。本發明通過將滑坡地下水位及滑坡內外水位差和滑坡變形聯系起來作為確定庫水位下降速率閾值的依據，能夠簡單、快捷、科學合理的確定庫水位下降速率閾值。

技術領域

本發明涉及一種確定庫區滑坡穩定狀態下的庫水位下降速率閾值的方法，屬于地質災害技術領域。

背景技術

分布在庫區眾多滑坡，特別是體積巨大的特大滑坡，已經成為許多高壩大庫安全運營的重要威脅。庫水位下降時由于滑坡內地下水耗散速度慢，形成指向坡表外側的動水壓力，以及涉水坡體的靜水壓力的減小是誘發庫區滑坡的主要因素之一。

庫水位下降速率變化必然導致庫區滑坡地下水位變化，進而導致滑坡內應力場的變化，滑坡應力場的變化導致滑坡穩定性的改變。當庫區滑坡應力場的變化使滑坡達到失穩的臨界狀態時，其對應的庫水位下降速率即可定義為庫水位下降的閾值速率。安全、可靠的庫水位下降速率對于合理開發和充分利用雨洪資源，減少滑坡災害方面起著決定性作用。

因此，合理的確定庫水位下降速率閾值對高壩大庫的長期安全運營、有效防災減災和最大限度發揮庫區經濟社會價值至關重要。而現有技術中上沒有有效的庫水位下降速率閾值的確定方法。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種確定庫區滑坡穩定狀態下的庫水位下降速率閾值的方法。

技術方案：本發明所述的確定庫區滑坡穩定狀態下的庫水位下降速率閾值的方法，包括如下步驟：

步驟1，建立庫區滑坡的物理模型，設定庫水位下降速率進行滑坡物理模型試驗，直至庫水位下降至設計的最低水位，監測庫水位下降過程中滑坡內地下水位數據和滑坡位移數據；

步驟2，根據庫水位和監測得到的滑坡地下水位計算滑坡內外水位差；

步驟3，構建滑坡內外水位差與滑坡位移之間的關系曲線，擬合得到庫水位變動過程中滑坡內外水位差與滑坡位移的函數關系，即Δh(u)；

步驟4，對所述滑坡內外水位差與滑坡位移的函數關系進行求導，即Δh′(u)，計算滑坡最大位移量對應的導數值Δh′(u_max)，當Δh′(u_max)值為1.00～1.10時，說明滑坡處于極限平衡狀態，此時的庫水位下降速率即為庫水位下降速率閾值。

上述步驟4中，若Δh′(u_max)＞1.10，說明滑坡處于穩定狀態，此時增大庫水位下降速率，重復步驟1～4確定庫水位下降速率閾值。若Δh′(u_max)＜1.00，說明滑坡失穩，此時減小庫水位下降速率，重復步驟1～4確定庫水位下降速率閾值。

優選的，步驟1中，可在滑坡物理模型上布置監測點，以監測庫水位下降過程中滑坡內地下水位數據和滑坡位移數據，其中，滑坡內地下水位監測點布設在受到庫水位影響較大的滑坡前緣布設，滑坡位移檢測點布設在滑坡內地下水位監測點附近。

步驟4中，滑坡最大位移量為：待庫水位下降至設計的最低水位后，靜置一段時間、直至滑坡位移基本穩定后，取該穩定值為滑坡最大位移量。