1.3　研究內容及技術線路

通過對近年來蓄水的典型西南山區河流水庫塌岸情況的現場調查測繪、勘探、試驗、地質分析,勘察水庫岸坡地質結構,分析水庫塌岸的發育規律及其塌岸機理,總結塌岸模式的分類體系,提出塌岸預測參數建議值;完善和新提出水庫塌岸預測方法,建立科學合理的水庫塌岸預測勘察關鍵技術體系,總體研究技術路線見圖1.1。

1.3.1　現場地質調查、勘探與試驗

對西南山區已蓄水運行的水庫(三峽、二灘、寶珠寺、紫坪鋪、漫灣、天生橋一級、大朝山、磽磧、獅子坪和水牛家等10個水庫)的實際塌岸情況進行現場地調查和測繪,分析發育的主要塌岸模式,現場實測塌岸參數,取樣進行室內物理力學試驗。

1.3.2　地質分析

(1)建立水庫岸坡結構和塌岸模式的系統分類體系,開展典型水庫塌岸模式演進過程和塌岸機理分析。

(2)開展易塌巖土體的物理力學試驗研究,通過相關性分析,建立巖土體物理力學試驗參數與塌岸預測參數之間的關系式,探索通過試驗來獲取塌岸預測參數的有效途徑。同時在現場塌岸參數調查的基礎上,提出各類典型巖土體岸坡的塌岸預測參數取值,參數研究技術路線見圖1.2。

(3)結合野外測量及室內試驗結果,研究不同松散堆積體成因類型、顆粒組成及力學性質等基本特征;根據野外實測的堆積體水下穩定坡角及室內試驗得到的級配和密實程度,分析兩者之間的相關關系,建立相關關系表達式。基于兩者之間的相關關系表達式,可簡易地測量不同松散堆積體級配和密實程度,即可獲取相應的水下穩定坡角,進而采用圖解法快速進行塌岸范圍預測。

(4)針對西南山區水庫岸坡以粗粒土為主的特點,對不同成因、級配和密實程度的土質岸坡,提出基于圓弧形潛在滑面搜索的塌岸預測方法。該方法對塌岸寬度與土體結構(具體為凝聚力和內摩擦角)、地形坡度、蓄水位與剪出口之間的高差,以及坡體內地下水動水壓力等特征指標進行了綜合相關分析,建立以粗粒土為特點的松散堆積體塌岸寬度的預測方程。

1.3.3　預測評價方法研究

根據調查成果,優化已有塌岸預測方法(岸坡結構法、兩段法、三段法等),特別是岸坡結構法,完善岸坡結構的塌岸預測模式,以適應山區水庫塌岸預測,建立一套科學合理的山區水庫塌岸綜合預測方法體系,岸坡結構研究技術路線圖見圖1.3。

1.3.4　成果體系應用

將塌岸綜合預測方法體系運用到磽磧、獅子坪、水牛家、瀑布溝、瀘定、錦屏等水庫的塌岸實際,進行了多方法預測成果與實際發生的狀況對比研究。