重大工程灾变滑坡演化与控制的基础研究(4)

研究内容：

① 滑坡过程预测预报

以长江三峡及西南三江地区重大工程灾变滑坡为例，基于滑坡演化机理，结合工程地质类比法、自然历史分析法等预测预报方法与多场信息滑坡过程状态判识方法，根据不同孕灾模式下不同演化阶段的特点，确定滑坡过程预测综合判据与阈值，提出滑坡过程预测预报方法，创建滑坡过程预测预报理论。

② 滑坡演化过程控制关键因素研究

以长江三峡及西南三江地区重大工程灾变滑坡为例，基于不同孕灾模式下的滑坡演化机理，在不同演化阶段滑坡状态特征、主要影响因素及多场特征信息研究的基础上，确定关键因素及可控因素。结合多场信息滑坡过程状态判识，运用现代控制理论，提出滑坡最佳控制时间。

③ 滑坡演化过程控制方法

基于重大工程灾变滑坡演化过程和致灾机理，提出与不同演化阶段与状态相适应的综合控制方案；针对关键因素选择适宜的控制手段。基于滑坡-防治结构体系相互作用机理和适宜性评价体系，提出工程控制技术优化理论。构建重大工程灾变滑坡演化过程控制技术方法体系。

④ 滑坡演化过程控制评价体系

基于重大工程灾变滑坡演化机理分析与实时监测系统，针对不同演化状态、不同滑坡模式及不同类型控制方法，以滑坡多场特征信息识别、融合与灾变滑坡判据体系为基础，提出滑坡演化过程控制效果评价的关键评价因子及评价标准，创建滑坡演化过程综合控制效果指标体系和评价方法体系。

经费比例：17%

承担单位：中国地质大学（武汉）、华中科技大学 课题负责人：唐辉明

学术骨干：曾志刚、岳中琦、吴益平、王小平

课题一是本项目研究的地质背景基础。以长江三峡地区、西南三江地区为例，研究重大工程灾变滑坡易发区的建造-构造-改造地质过程，确定滑坡发育的关键地质因素，建立我国重大工程灾变滑坡区滑坡孕灾模式，分析地质过程以及大型水库运行条件及强卸荷等不同控制因素与滑坡时空分布关系，揭示关键过程因素

与滑坡演化规律之间的相关性。该课题为其它课题提供基础地质依据。

在课题一研究的基础上，第二、第三课题分别研究大型水库运行条件下及高地应力区工程卸荷作用下滑坡演化与致灾机理。课题二研究降雨入渗、库水位变化联合作用条件下库岸岩土体饱和非饱和特性、滑坡渗流场和应力场的动态变化特征，研究滑坡在多尺度多场耦合作用下的演化规律，探索复杂环境下滑坡地质体的岩土性质变化及滑坡变形破坏过程，揭示滑坡地质体在水库运行条件水岩土多场耦合作用下滑坡地质体演化规律与致灾机理。课题三研究高陡岩质边坡在卸荷过程中的应力应变及其演变特征、岩体结构特征与力学特性，建立卸荷岩体本构模型和破坏准则。研究卸荷滑坡的运动特征、演化规律与关键因素，揭示其演化与致灾机理。课题二、课题三与课题一共同解决“重大工程灾变滑坡演化与致灾机理”这一关键科学问题，为课题四到课题六的研究提供滑坡演化过程的阶段特征规律。

在课题二、课题三研究的基础上，课题四和课题五分别研究滑坡－防治结构体系相互作用与长期安全性与重大工程灾变滑坡演化多场信息表征与状态判识理论和技术方法。课题四研究滑坡-防治结构协同工作模型，揭示滑坡-防治结构相互作用机理。研究滑坡-防治结构体系的变形破坏时效规律，提出滑坡防治结构适宜性评价体系，建立滑坡-防治结构体系长期安全性评价理论。课题四解决“滑坡-防治结构体系相互作用机理”这一关键科学问题。为课题六重大工程灾变滑坡演化过程控制理论提供防治结构方法选择的科学理论和方法。课题五研究重大工程灾变滑坡演化多场信息表征与状态判识理论，提出滑坡地质系统演化过程的多场信息描述方法，确定滑坡演化多场特征信息，构建多场特征信息采集体系与融合方法。建立滑坡演化多场灾变信息识别模式，实现滑坡演化状态辨识，形成滑坡多场特征信息采集技术和预警新体系。为课题六综合预测预报模型与判据及建立重大工程灾变滑坡演化过程控制理论体系提供支持。

在课题一到课题五研究的基础上，课题六研究重大工程灾变滑坡演化过程控制理论，建立重大工程灾变滑坡不同演化阶段的；确定滑坡不同演化阶段的关键控制因素和最佳控制时间，提出重大工程灾变滑坡有效控制方法。建立滑坡过程预测预报理论，构建滑坡演化过程控制评价体系，创立重大工程灾变滑坡演化过程控制理论。课题六与课题五共同解决关键科学问题“重大工程灾变滑坡演化阶

段判识与过程控制”。

上述六个课题组成“重大工程灾变滑坡演化与控制的基础研究”项目，围绕关键科学问题从不同层面、不同角度开展研究工作，各课题间既有一定的独立性，又联系紧密，实现研究内容和工作方式相辅相成，保证了项目的科学性和系统性。

四、年度计划

研究内容 本年度为项目规划启动阶段: 1、以长江三峡库区与西南三江地区为典型研究区，开展资料收集、检索和整理预期目标 1、选定项目研究典型滑坡、边坡与防治结构； 2、建立滑坡多场分布式分析，制定详细的课题实施方案、理论研监测网。建立滑坡-防治结构究框架和试验研究大纲； 2、初步开展地质过程与滑坡发育规监测系统。 3、完成试验设备及试验律、高地应力区应力场与边坡特征、水库系统的设计和研制，建立典型滑坡特征、典型防治结构承载特征、多场库岸滑坡的三维地质模型；建信息描述方法、演化阶段判识、预测模型立高地应力工程卸荷区滑坡第 等的理论研究 试验系统设计和研制，如典型滑坡、边坡的物理模型；基本完成模型设3、开展试验研究所需部分专用设备及计研制。 4、初步揭示典型研究区一 三维地质力学模型试验系统测试装臵等；地过程背景、水库滑坡与高地 年 岩土体三轴渗流仪，三轴流变仪的试制改应力区高边坡特征；初步建立造工作。 4、典型滑坡、边坡与防治结构选择；现场监测网设臵。 防治结构动态响应模型； 5、 初步提出滑坡多场信息描述与典型滑坡的演化阶段判识方法。

研究内容 1、开展典型地段地质勘探；进行岩土体取样及物理力学特征、渗透性、流变特性、化学成分、微量元素及扫描电镜分析等原位、室内试验研究；建设地质过程滑坡数据库系统。 2、进行滑坡、滑坡-防治结构体系模型试验与数值试验；完善现场监测网络，开展典型滑坡、滑坡-防治结构体系现场监测与分析； 预期目标 1、确定滑坡成生的基础地质背景与地质模型； 2、揭示库水位变动带岩土体结构衰变以及强度衰减规律；建立固-液耦合（H-M）的典型库岸滑坡变形破坏的非连续数值模型。 3、建立高陡边坡开挖卸荷岩体分区方法、卸荷力学参数的确定方法、卸荷岩体本构特性及地震动条件下卸荷边坡的动力响应模型。 4、初步建立滑坡-防治结构体系相互作用动态响应模型。 5、揭示不同孕灾模式下的滑坡物质组成、结构与演化过程的多场信息变化规律。 6、确定滑坡演化过程预测综合判据，初步建立滑坡演化过程预测模型；初步确定滑坡演化关键控制因素和最佳控制时间与典型滑坡演化过程综合控制方案。 提交中期研究报告。 第 二 年 3、研究固-液耦合（H-M）的模拟典型库岸滑坡变形破坏的非连续数值模型（DDARF）； 4、研究高地应力区高陡边坡应力调整机制、岩体结构特征的演化规律及地震动条件下工程边坡演化过程； 5、研究滑坡-防治结构体系的相互作用规律。 6、研究滑坡的多场信息数据配准与预处理方法；研究典型灾变滑坡物质组成、结构与演化过程的多场信息变化规律。 7、研究滑坡演化过程预测综合判据，开展在不同演化阶段滑坡关键因素、可控因素和滑坡最佳控制时间与滑坡演化过程综合控制方案研究。 中期评估。

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