降雨诱发滑坡不仅与降雨量有关，还与降雨强度、降雨历时及雨型等有关。以往研究由于缺乏降雨-地下水-滑坡变形的实时同步监测数据的支持，大多限于降雨诱发滑坡的宏观表现规律分析及雨水入渗对岩土体抗剪强度影响和动水压力对滑坡稳定性的影响。本项研究将开展滑坡区降雨量、坡体地下水位和滑坡变形破坏的现场同步实时监测，获取滑坡变形破坏与坡体地下水位及降雨过程关系的实时定量数据系列。强调可靠基础数据资料的获得是本项研究的基本特色，在此基础上，开展数值模拟和物理模拟。探讨不同降雨过程的雨水入渗规律，揭示不同降雨过程引起坡体地下水位变化的方式；研究地下水的渗流方式及地下水位变化与滑坡稳定性的关系，揭示地下水位变化与滑坡变形破坏过程的关系；结合边坡岩土体结构与水文地质环境分析，研究截、排水工程对控制坡体地下水位上升的作用，提出边坡地下水位控制的有效技术方法。 2100433B

《降雨及水库诱发滑坡的评价与预测》以三峡工程库区和二滩水电站库区典型滑坡为主要研究对象，采用现场调查、室内试验和室外现场测试、大型离心模型试验、三维数值模拟以及理论分析相结合的手段和方法，对大型水库库区常见多发的降雨诱发型和库水诱发型滑坡的成因机理及预测预报理论和方法进行了深入、系统地研究，全书分为三篇，共11章。第一篇主要阐述了降雨诱发型和库水诱发型滑坡的成因机理；第二篇系统地阐述了滑坡预测预报的基本理论、预测预报模型、预测预报判据及滑坡综合预测预报信息系统；第三篇主要为典型滑坡预测预报实例研究，包括三峡库区的新滩滑坡、泄滩滑坡、石榴树包滑坡以及二滩库区的金龙山滑坡。结合实例研究，重点阐述了GMD数值模型预报的基本理论、具体实施手段、方法及预报效果。《降雨及水库诱发滑坡的评价与预测》可供土建、地质、水利水电、冶金、公路、铁路等领域从事工程地质或岩土力学研究的科技人员以及高等院校相关专业的师生参考。

本书提出了滑坡GMD数值模型预报方法，并据此对三峡库区泄滩滑坡、石榴树包滑坡和二滩金龙山滑坡等典型滑坡的变形演化行为进行了预测预报研究。

前言

1 绪论

1.1 滑坡预报研究的历史回顾

1.2 滑坡预报的基本类型与方法

1.3 滑坡预报的主要问题与讨论

1.4 滑坡预报的新思路——GMD数值模型预报

1.5 发展趋势

1.6 本书的主要研究内容及取得的成果

第一篇 滑坡变形失稳成因机理研究

2 降雨诱发滑坡机理与稳定性评价方法研究

2.1 概述

2.2 非饱和土的强度理论

2.2.1 非饱和土的Mohr-Coulomb准则

2.2.2 土水特征曲线研究

2.2.3 含水量对非饱和土抗剪强度的影响

2.3 非饱和土基质吸力量测

2.3.1 观测井及观测目的!

2.3.2 基质吸力及孔隙水压力随深度和坡体结构的分布规律

2.3.3 基质吸力及孔隙水压力随时间和降雨的变化规律

2.4 滑坡降雨入渗理论分析

2.4.1 饱和一非饱和渗流的基本理论

2.4.2 边坡降雨入渗问题

2.4.3 降雨入渗问题的近似解

2.4.4 数值模拟方法及程序开发

2.5 降雨影响滑坡稳定性评价理论与方法

2.5.1 基于非饱和土力学理论的极限平衡分析方法

2.5.2 降雨对边坡稳定性影响机理

3 库水诱发滑坡成因机理研究

3.1 概述

3.2 库水诱发滑坡机理分析

3.2.1 直接诱发型

3.2.2 间接诱发型

3.3 水一岩相互作用理论与方法

3.3.1 等效连续介质双场耦合分析数学模型

3.3.2 双场耦合作用的非线性有限元数值模拟的解法

3.4 渗流场与应力场耦合分析的数值模拟技术

3.4.1 3D-Modflow

3.4.2 FLAC

第二篇 滑坡预测预报理论研究

4 滑坡预测预报基本理论研究

4.1 滑坡预报的基本问题

4.1.1 滑坡预报的基本概念

4.1.2 滑坡预报的基本原理

4.1.3 滑坡预报的时间尺度

4.1.4 滑坡监测点的选取

4.2 滑坡监测信息的处理

4.2.1 单点监测数据的处理

4.2.2 多点监测信息的处理

4.3 滑坡演化阶段的判别

4.3.1 曲线切线角速率法

4.3.2 人工免疫阴性选择算法

5 滑坡预测预报模型研究

5.1 滑坡的定量预报

5.1.1 确定性预报模型

5.1.2 统计预报模型

5.1.3 非线性预报模型

5.1.4 类比分析法

5.1.5 多模型综合定量预报

5.2 滑坡的定性预报

5.2.1 滑坡的稳定性

5.2.2 滑坡的变形破坏机理

5.2.3 滑坡的变形阶段及宏观变形破坏迹象

5.2.4 滑坡的宏观前兆异常现象

5.2.5 滑坡预报知识库

5.3 滑坡的GMD数值模型预报

5.4 滑坡的综合预测预报

6 滑坡预测预报判据研究

6.1 安全系数和可靠概率预报判据

6.2 变形速率预报判据

6.2.1 岩质边坡滑坡位移速率判据

6.2.2 堆积层滑坡速率和位移矢量角判据

6.2.3 蠕变曲线切线角和矢量角判据

6.2.4 一些典型滑坡的位移速率

6.3 滑坡综合信息预报判据

6.3.1 新滩滑坡综合信息预报判据

6.3.2 黄腊石滑坡综合信息预报判据

6.3.3 臬兰山滑坡综合信息预报判据

6.4 降雨与滑坡的关系

6.4.1 滑坡发生与暴雨频次和降雨周期的关系

6.4.2 滑坡发生与降雨总量和降雨强度的关系

6.4.3 滑坡与降雨形式的关系

6.4.4 典型滑坡的降雨阀值

6.5 水库蓄水对滑坡的影响

6.6 典型滑坡预报参数特征值

6.7 滑坡预报判据总结·

7 滑坡综合预测预报信息系统研究

7.1 系统的结构体系

7.2 系统的内容及功能

7.3 系统的数据库设计

7.3.1 滑坡基础信息库

7.3.2 滑坡预报综合信息库

7.4 滑坡定量预报模块

7.5 滑坡定性预报模块

7.5.1 变形破坏机理研究模块

7.5.2 稳定性评价模块

7.5.3 变形阶段判别模块

7.5.4 破坏概率分析模块

7.5.5 滑动时间预报模块

7.6 系统的开发

第三篇 典型滑坡预测预报实例研究

8 新滩滑坡预测预报研究

8.1 滑坡的基本特征

8.2 滑坡的形成条件

8.3 滑坡的变形发展过程

8.4 滑坡变形监测

8.5 滑坡预测预报

8.5.1 定量预报

8.5.2 定性预报

8.5.3 综合预测预报

9 三峡库区泄滩滑坡GMD模型及预测预报研究

9.1 泄滩滑坡的基本特征

9.1.1 滑坡的形态特征

9.1.2 坡体的结构特征及物质组成

9.1.3 滑带特征

9.1.4 泄滩滑坡水文地质结构特征

9.2 泄滩滑坡滑带土物理力学特性研究

9.2.1 泄滩滑坡滑带土基本物理力学特性研究

9.2.2 泄滩滑坡滑带土三轴流变试验

9.2.3 泄滩滑坡滑带土流变模型

9.3 库水对泄滩滑坡影响的渗流分析

9.3.1 泄滩滑坡稳定渗流分析

9.3.2 泄滩滑坡非稳定渗流和水一岩耦合作用数值模拟

9.4 降雨对泄滩滑坡的影响分析

9.4.1 泄滩滑坡基质吸力现场观测

9.4.2 降雨入渗过程中泄滩滑坡渗流场数值模拟

9.4.3 降雨影响泄滩滑坡稳定性的评价

9.5 泄滩滑坡变形及稳定性的FLAC分析

9.5.1 计算模型的建立

9.5.2 天然状态下应力一应变场特征及稳定性分析

9.5.3 蓄水条件下泄滩滑坡变形及稳定性分析

9.6 泄滩滑坡离心模型试验研究

9.6.1 实验技术条件

9.6.2 离心模型实验设计

9.6.3 实验结果分析

9.7 基本认识

10 三峡库区石榴树包滑坡GMD模型及预测预报研究

10.1 石榴树包滑坡工程地质条件

10.1.1 石榴树包滑坡的形态特征

10.1.2 滑体的物质组成及结构特征

10.1.3 滑坡区岩土体物理力学性质

……

11 二滩水库金龙山滑坡GMD模型及预测报研究2100433B

降雨诱发滑坡型泥石流的启动机理和力学过程比较复杂，单从宏观或连续角度研究可能会遇到瓶颈。在课题组前期研究的基础之上，利用可视化细观测试分析系统，进行室内模型试验和离心机模型试验，并结合离散元数值模拟，从宏细观结合和非连续的角度系统地研究了降雨诱发泥石流形成的演化规律，并揭示了泥石流的形成机理。 通过室内模型试验，发现降雨强度是形成滑坡型泥石流的关键因素。降雨强度较低时，坡体容易发生分层滑动，一般不会形成泥石流；当降雨强度较高时，坡体容易发生整体流滑后迅速流态化，形成泥石流。不同土体形成泥石流时，所需的临界降雨强度不同，粗砂和细砂坡体形成泥石流的临界降雨强度分别为50mm/h和36mm/h。当细粒含量为10%时，泥石流发生的临界降雨强度为36mm/h，当细粒含量达到20%时，坡体不再发生泥石流。 通过离心机模型试验揭示了接近实际应力场条件下滑坡型泥石流形成过程的颗粒细观组构演化规律和宏观力学特性，离心机模型试验的泥石流形成的宏观演化规律与室内模型试验基本一致，但孔隙水压力的变化幅度大，孔压峰值高，孔压变化规律更接近现场试验情况。 通过模型和离心机试验，建立了滑坡型泥石流细观和宏观力学参数之间的联系。通过考虑泥石流形成过程的非饱和特性和非连续特性，采用微小颗粒模拟水对离散元数值模拟软件PFC3D的模拟方法进行了改进。运用改进后的方法对降雨诱发泥石流的室内模型试验和离心机模型试验进行数值模拟，取得了和模型试验相似的结果。 室内模型试验发现，泥石流“锚杆-护坡”治理的效果比其它三种形式要好。室内模型试验和离心机模型试验发现，在“锚杆-护坡”的滤水固砂作用下，坡体形成“底部细颗粒积聚密实，上部粗颗粒骨架稳定”的相对稳定结构，坡体产生滑动并形成泥石流的机率减小。 本项目从宏细观角度揭示了泥石流的形成机理，不仅为泥石流的深入研究提供了细观力学解释，还为泥石流防灾减灾提供了理论依据。 2100433B