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堵江预测及重大滑坡灾变演化控制技术

【摘要】:图6.4-1堵江坝体纵剖面示意图通过国内外典型滑坡天然坝的研究发现,坝底宽是坝高的8~10倍,若取Ld1=9Hr,则式可简化为当滑坡单位时间入江土石方量为Qs,河水断流断面流量为Qr时,则入江土石体能够堆积应满足如下条件:式中:Qr为河水流量,m3/s;Qs为单位时间内入江土石方量,m3/s;γw为水的重度;γs为滑体重度;β为滑床坡度角;φm为入江土石与河床间的摩擦角。表6.4-1最小堵江体积计算表

河谷宽度、河水流量滑坡堵江的生成起控制性作用。并非任何一个滑坡、崩塌体入江都会造成完全堵江,它取决于河床条件、河水流量和滑坡入江体积。

滑坡进入河床完全堵塞河床需要有一定的体积。构成完全堵江的最小入江土石方量Vmin可通过计算获得(柴贺军,张倬元)。

假设滑坡物质入江方向与河水流向正交,河床宽Br,河水深Hr,河床坡降β,一般情况下β较小,可视为水平。天然坝上游坝体较陡,其坡度应满足堵江岩土体在饱水状态下的内摩擦角φs,下游坡度可采用堵江物质发生水石流的起始坡度,一般取14°,坝底宽度为Ld1(图6.4-1),则完全堵塞河床所需的最小土石方量为

式中:Vmin为完全堵江所需的最小土石方量;Hr为河水深度,m;Br为河床宽度,m;φs为岩土体饱水状态下的内摩擦角,(°)。

图6.4-1 堵江坝体纵剖面示意图

通过国内外典型滑坡天然坝的研究发现,坝底宽是坝高的8~10倍,若取Ld1=9Hr,则式(6.4-1)可简化为

当滑坡单位时间入江土石方量为Qs(m3/s),河水断流断面流量为Qr(m3/s)时,则入江土石体能够堆积应满足如下条件(不考虑河水流速):

式中:Qr为河水流量,m3/s;Qs为单位时间内入江土石方量,m3/s;γw为水的重度;γs为滑体重度;β为滑床坡度角;φm为入江土石与河床间的摩擦角。

此处选取乐安水电站林达滑坡为例计算最小堵江体积。根据滑坡前缘所处江面几何特性及岩土体自稳能力,对滑坡按式(6.4-2)、式(6.4-4)进行堵江预测判定,其计算参数及计算结果见表6.4-1。从计算结果来看,形成堵江的最小体积方量约为3.8万m3。此外,入江土石体能够堆积所需的最小单位时间入江土石方量约为5.8m3/s。由此可以判定,1号次级滑体局部滑动、1号次级滑体整体滑动、2号次级滑体局部滑动以及2号次级滑体整体滑动,都将在雅砻江上形成堵江,从而影响水库的正常运行。

表6.4-1 最小堵江体积计算表