1.3　研究内容及技术线路

通过对近年来蓄水的典型西南山区河流水库塌岸情况的现场调查测绘、勘探、试验、地质分析,勘察水库岸坡地质结构,分析水库塌岸的发育规律及其塌岸机理,总结塌岸模式的分类体系,提出塌岸预测参数建议值;完善和新提出水库塌岸预测方法,建立科学合理的水库塌岸预测勘察关键技术体系,总体研究技术路线见图1.1。

1.3.1　现场地质调查、勘探与试验

对西南山区已蓄水运行的水库(三峡、二滩、宝珠寺、紫坪铺、漫湾、天生桥一级、大朝山、硗碛、狮子坪和水牛家等10个水库)的实际塌岸情况进行现场地调查和测绘,分析发育的主要塌岸模式,现场实测塌岸参数,取样进行室内物理力学试验。

1.3.2　地质分析

(1)建立水库岸坡结构和塌岸模式的系统分类体系,开展典型水库塌岸模式演进过程和塌岸机理分析。

图1.1　总体研究技术路线图

(2)开展易塌岩土体的物理力学试验研究,通过相关性分析,建立岩土体物理力学试验参数与塌岸预测参数之间的关系式,探索通过试验来获取塌岸预测参数的有效途径。同时在现场塌岸参数调查的基础上,提出各类典型岩土体岸坡的塌岸预测参数取值,参数研究技术路线见图1.2。

图1.2　参数研究技术路线图

(3)结合野外测量及室内试验结果,研究不同松散堆积体成因类型、颗粒组成及力学性质等基本特征;根据野外实测的堆积体水下稳定坡角及室内试验得到的级配和密实程度,分析两者之间的相关关系,建立相关关系表达式。基于两者之间的相关关系表达式,可简易地测量不同松散堆积体级配和密实程度,即可获取相应的水下稳定坡角,进而采用图解法快速进行塌岸范围预测。

(4)针对西南山区水库岸坡以粗粒土为主的特点,对不同成因、级配和密实程度的土质岸坡,提出基于圆弧形潜在滑面搜索的塌岸预测方法。该方法对塌岸宽度与土体结构(具体为凝聚力和内摩擦角)、地形坡度、蓄水位与剪出口之间的高差,以及坡体内地下水动水压力等特征指标进行了综合相关分析,建立以粗粒土为特点的松散堆积体塌岸宽度的预测方程。

1.3.3　预测评价方法研究

根据调查成果,优化已有塌岸预测方法(岸坡结构法、两段法、三段法等),特别是岸坡结构法,完善岸坡结构的塌岸预测模式,以适应山区水库塌岸预测,建立一套科学合理的山区水库塌岸综合预测方法体系,岸坡结构研究技术路线图见图1.3。

图1.3　岸坡结构研究技术路线图

1.3.4　成果体系应用

将塌岸综合预测方法体系运用到硗碛、狮子坪、水牛家、瀑布沟、泸定、锦屏等水库的塌岸实际,进行了多方法预测成果与实际发生的状况对比研究。