本發(fā)明涉及一種蓄水期庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡變形的預(yù)測(cè)方法，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，水電工程中很多庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡在蓄水后變形啟動(dòng)，邊坡雖未發(fā)生滑坡失穩(wěn)破壞，但長(zhǎng)時(shí)間處于蠕動(dòng)變形狀態(tài)，邊坡產(chǎn)生了較大的時(shí)效變形，存在發(fā)生大型滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。如我國(guó)的錦屏一級(jí)、溪洛渡在蓄水后均表現(xiàn)出谷幅縮窄的規(guī)律，且在水位穩(wěn)定后仍持續(xù)變形。我國(guó)拉西瓦水電站上游右岸果卜邊坡蓄水后持續(xù)變形，截至目前累計(jì)最大變形已達(dá)40米左右，邊坡整體保持穩(wěn)定。此外，蓄水后庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡的變形不僅給邊坡的穩(wěn)定安全性帶來(lái)不利影響，也會(huì)影響大壩的工作性態(tài)和長(zhǎng)期安全狀況，難以對(duì)大壩的穩(wěn)定安全性做出科學(xué)評(píng)估。因此，建立庫(kù)岸邊坡蓄水期變形預(yù)測(cè)方法，掌握邊坡變形規(guī)律，科學(xué)預(yù)測(cè)邊坡變形破壞，對(duì)邊坡的穩(wěn)定與安全具有重要意義。

大型水利水電工程庫(kù)岸邊坡均埋設(shè)有變形監(jiān)測(cè)儀器，積累有邊坡長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，通過(guò)研究監(jiān)測(cè)資料時(shí)間序列的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)邊坡的變形趨勢(shì)?，F(xiàn)有的邊坡變形預(yù)測(cè)方法主要有：數(shù)值計(jì)算、傳統(tǒng)的時(shí)間序列分析方法、灰色系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、支持向量機(jī)以及遺傳算法等，這些方法普遍存在不足之處，包括，第一，無(wú)法分離出由水壓、滲流、氣溫變化等誘發(fā)的瞬時(shí)變形，以及受滲流、巖體蠕變等因素作用所產(chǎn)生的時(shí)效變形，沒(méi)有明確將變形監(jiān)測(cè)量分解為幾個(gè)主要影響因素貢獻(xiàn)的組合，因此，很難對(duì)庫(kù)岸邊坡變形的誘發(fā)原因和演化規(guī)律做出合理的物理力學(xué)解釋；第二，基于測(cè)值資料和各種線性關(guān)系，對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的“點(diǎn)”變形進(jìn)行定量研究，能夠反映邊坡局部變形特性，由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量十分有限，其余部位的變形難以掌握，無(wú)法完整地反映邊坡的工作特性、結(jié)構(gòu)整體性及各部分之間的相互關(guān)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種蓄水期庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡變形的預(yù)測(cè)方法，綜合考慮水壓、氣溫、時(shí)效(滲流、巖體蠕變)等影響因素，結(jié)合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析和數(shù)值仿真建立邊坡變形的混合預(yù)測(cè)模型，對(duì)邊坡變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確、全面。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明的蓄水期庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡變形預(yù)測(cè)方法，結(jié)合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立由蓄水瞬時(shí)觸發(fā)的變形分量、氣溫變形分量、時(shí)效變形分量組成的庫(kù)岸邊坡變形回歸分析預(yù)測(cè)模型，基于該變形回歸分析預(yù)測(cè)模型，采用數(shù)值仿真分析方法對(duì)庫(kù)岸邊坡巖體力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)進(jìn)行反演，采用反演參數(shù)計(jì)算分析當(dāng)前水位下岸坡的變形，結(jié)合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估參數(shù)結(jié)果，若參數(shù)合理，則進(jìn)行下一蓄水位下庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡的變形預(yù)測(cè)。相對(duì)于傳統(tǒng)的邊坡變形預(yù)測(cè)方法，本發(fā)明提出的方法能更加科學(xué)合理地解釋邊坡變形的力學(xué)機(jī)制，能夠?qū)φ麄€(gè)邊坡的變形場(chǎng)進(jìn)行反饋預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果較為科學(xué)準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖。

圖2是本發(fā)明基于接觸單元的法向-切向建立的局部坐標(biāo)系示意圖。

圖3是本發(fā)明一具體實(shí)施例中k1監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)線圖。

圖4是本發(fā)明一具體實(shí)施例中l(wèi)s05監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)線圖。

圖5是本發(fā)明一具體實(shí)施例中l(wèi)s04監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)線圖。

圖6是本發(fā)明一具體實(shí)施例中tp3-3監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)線圖。

圖7是本發(fā)明一具體實(shí)施例中k1監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果線圖。

圖8是本發(fā)明一具體實(shí)施例中l(wèi)s05監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果線圖。

圖9是本發(fā)明一具體實(shí)施例中l(wèi)s04監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果線圖。

圖10是本發(fā)明一具體實(shí)施例中tp3-3監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果線圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

本發(fā)明公開(kāi)的蓄水期庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡變形的預(yù)測(cè)方法，包括步驟：

s1：建立蓄水期考慮變形機(jī)制的庫(kù)岸邊坡變形回歸分析預(yù)測(cè)模型，對(duì)邊坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分離出各影響因素作用下的變形分量；

在蓄水期，影響庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡變形的主要因素包括水壓、氣溫、時(shí)效(滲流、巖體蠕變)等。通過(guò)分析各影響因素對(duì)庫(kù)岸邊坡變形的影響模式，建立蓄水期考慮變形機(jī)制的邊坡變形回歸分析預(yù)測(cè)模型：蓄水期庫(kù)岸邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)變形，由蓄水瞬時(shí)觸發(fā)的變形分量δhw、氣溫變化引起的變形分量δtw、時(shí)效變形分量δtd組成，即：

δ＝δhw+δtw+δtd(1)

以下對(duì)各變形分量進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

1)蓄水瞬時(shí)觸發(fā)的變形分量δhw

水庫(kù)蓄水初期，作用于庫(kù)盆表面的靜水壓力增大，庫(kù)盆及兩岸邊坡產(chǎn)生變形。庫(kù)盆壓力使得庫(kù)盆產(chǎn)生沉降變形，庫(kù)水位以下河谷谷幅增大，庫(kù)水位以上河谷谷幅收縮。此外，蓄水初期，水會(huì)迅速沿滲透性較強(qiáng)的斷層、裂隙等構(gòu)造面滲入巖體，巖體構(gòu)造面上的有效應(yīng)力減小，巖體產(chǎn)生變形。水頭越高，邊坡變形越大。因此，蓄水瞬時(shí)觸發(fā)的變形分量的δhw可表示為水頭的四次多項(xiàng)式，即：

其中，bhi為水頭分量回歸系數(shù)，h為水頭。

2)氣溫變化引起的變形分量δtw

氣溫變化會(huì)對(duì)庫(kù)岸邊坡的變形產(chǎn)生影響，一般采取周期函數(shù)或多項(xiàng)式表示，即：

其中，t為位移觀測(cè)日到起始監(jiān)測(cè)日的累計(jì)天數(shù)；bt1i、bt2i均為溫度分量回歸系數(shù)。起始監(jiān)測(cè)日是指監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)后開(kāi)始進(jìn)行監(jiān)測(cè)的日期(起點(diǎn))，位移觀測(cè)日是指開(kāi)始監(jiān)測(cè)以后獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的日期。

3)時(shí)效變形分量δtd

水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水逐漸向兩岸邊坡巖體內(nèi)入滲，庫(kù)水入滲對(duì)巖體產(chǎn)生三方面的作用：一是物理化學(xué)作用，即巖體材料遇水后物理力學(xué)參數(shù)有所弱化；二是力學(xué)作用，即滲透力作用于巖體使得邊坡的受力狀態(tài)發(fā)生改變；三是溫度作用，蓄水后庫(kù)水逐漸向兩岸巖體入滲，庫(kù)水入滲后與巖體進(jìn)行熱量交換，由于庫(kù)水溫度比巖體溫度低，從而導(dǎo)致岸坡巖體溫度下降。三種作用會(huì)誘發(fā)庫(kù)岸邊坡產(chǎn)生變形。由于蓄水期庫(kù)岸邊坡的滲流場(chǎng)是由非恒定向恒定逐漸過(guò)渡、形成的過(guò)程，因此，滲流所引起的邊坡變形具有時(shí)間效應(yīng)。

另外，蠕變特性是巖體的重要力學(xué)性質(zhì)之一。在外界條件(如，荷載、水文地質(zhì)條件、材料物理力學(xué)特性等)改變的情況下，巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，誘發(fā)巖體產(chǎn)生變形，且?guī)r體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、變形規(guī)律均隨時(shí)間發(fā)生變化，并逐漸趨于穩(wěn)定，具有明顯的時(shí)效性。

因此，由滲流、蠕變等因素引起的庫(kù)岸邊坡時(shí)效變形分量可統(tǒng)一采用指數(shù)函數(shù)形式表示，即：

其中，n為蓄水過(guò)程中水位明顯抬升和下降的次數(shù)；τi為位移觀測(cè)日到第i次水位抬升時(shí)的累積天數(shù)；α1i、σ2i、βi為第i次水位抬升或下降時(shí)的時(shí)效分量回歸系數(shù)。蓄水過(guò)程中在水位抬升或下降時(shí)會(huì)打破岸坡原有的平衡狀態(tài)，引起巖體應(yīng)力調(diào)整重分布，在應(yīng)力調(diào)整過(guò)程中會(huì)觸發(fā)巖體產(chǎn)生時(shí)效變形。已有巖體時(shí)效變形的回歸模型采用δtd＝α1τ+α2(1-e^-βτ)一項(xiàng)式，無(wú)法反映引起岸坡變形內(nèi)在的物理力學(xué)機(jī)制。本發(fā)明提出的公式(5)與水位抬升或下降次數(shù)相關(guān)，能夠反映蓄水過(guò)程中水位抬升或下降時(shí)巖體的應(yīng)力的改變對(duì)岸坡時(shí)效變形的觸發(fā)作用。

綜上所述，蓄水期考慮變形機(jī)制的庫(kù)岸邊坡變形回歸分析預(yù)測(cè)模型表示為：

利用該變形回歸分析預(yù)測(cè)模型，對(duì)邊坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分離出各影響因素作用下的變形分量。

s2：基于變形回歸分析預(yù)測(cè)模型，采用數(shù)值仿真分析方法對(duì)庫(kù)岸邊坡巖體力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)進(jìn)行反演；

以公式(6)所示變形回歸分析預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合巖體設(shè)計(jì)力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)，采用黏彈塑性損傷本構(gòu)模型對(duì)巖體進(jìn)行模擬，進(jìn)行岸坡巖體力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)反演。

1)巖體中結(jié)構(gòu)面的本構(gòu)模型；

自然界的巖體內(nèi)部存在大量結(jié)構(gòu)面，如斷層、節(jié)理、層間錯(cuò)動(dòng)面、軟弱夾層等。這些結(jié)構(gòu)面的存在導(dǎo)致巖體具有各向異性、非均勻性以及強(qiáng)非線性，在荷載作用下可能出現(xiàn)局部脫開(kāi)、滑動(dòng)、錯(cuò)位以及開(kāi)閉等非連續(xù)變化現(xiàn)象，巖體的變形主要受結(jié)構(gòu)面控制。因此，真實(shí)模擬巖體中結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)特性，對(duì)岸坡巖體變形的準(zhǔn)確模擬至關(guān)重要。

本發(fā)明采用有限元方法，基于有厚度、帶強(qiáng)度的接觸單元進(jìn)行巖體結(jié)構(gòu)面力學(xué)特性的模擬。如圖2所示，以接觸單元的法向-切向建立局部坐標(biāo)系，在局部坐標(biāo)系中，接觸單元的應(yīng)力-節(jié)點(diǎn)位移關(guān)系為：

其中，τs為切向剪應(yīng)力，σn為法向正應(yīng)力；h為接觸單元的厚度；δu為接觸單元的剪切相對(duì)位移，δv為接觸單元的法向相對(duì)位移；{δ}^e為單元節(jié)點(diǎn)位移；[n]為形函數(shù)矩陣；[k]為接觸單元的剛度矩陣，其由式(8)確定：

其中，kss為切向剛度；knn為法向剛度；ksn為考慮切向耦合效應(yīng)的剛度，kns為考慮法向耦合效應(yīng)的剛度，由于目前很難確定耦合剛度項(xiàng)的數(shù)值，一般假定ksn和kns均為零。

形函數(shù)矩陣[n]可由下式確定：

式中：如圖2所示，l為接觸單元的長(zhǎng)度，x′為局部坐標(biāo)。

根據(jù)虛功原理，由式(7)可得到以下有限元方程：

其中，[k]^e為接觸單元在局部坐標(biāo)系的剛度矩陣，轉(zhuǎn)換為全局坐標(biāo)系的剛度矩陣為：

[k]^g＝[t]^-1[k]^e[t](11)

其中，[k]^g為全局坐標(biāo)系下的剛度矩陣，[t]為與結(jié)構(gòu)面傾角θ相關(guān)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

當(dāng)接觸單元的法向應(yīng)力達(dá)到其拉伸應(yīng)力閾值，即σn≥ft0時(shí)，接觸單元產(chǎn)生拉伸損傷，法向剛度損傷變量dn表示為：

其中：ft0為接觸單元的初始抗拉強(qiáng)度；ftu為接觸單元的拉伸損傷殘余強(qiáng)度。

當(dāng)接觸單元產(chǎn)生拉伸損傷時(shí)，認(rèn)為其切向剛度同時(shí)弱化，其損傷量與法向剛度相同，即：

dn＝ds(13)

ds為切向剛度損傷變量

當(dāng)接觸單元的剪應(yīng)力τs達(dá)到mohr-coulomb強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則時(shí)，即：

f＝|τs|-(c0+f0σn)≥0(14)

接觸單元產(chǎn)生剪切損傷，從而導(dǎo)致切向剛度弱化，相應(yīng)的切向剛度損傷變量ds表示為：

其中：τsu為接觸單元的剪切殘余強(qiáng)度。當(dāng)發(fā)生剪切損傷時(shí)，接觸單元處于剪切滑移狀態(tài)，其法向剛度保持不變。在數(shù)值仿真計(jì)算過(guò)程中，先判斷接觸單元的法向應(yīng)力是否大于其抗拉強(qiáng)度，若不滿足拉伸損傷破壞條件，再按照摩爾庫(kù)侖準(zhǔn)則判斷其剪切應(yīng)力是否達(dá)到其最大抗剪強(qiáng)度。

2)巖塊的本構(gòu)模型

邊坡巖體中除了在宏觀尺度上存在斷層、節(jié)理、層間錯(cuò)動(dòng)面、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面外，巖塊內(nèi)部還存在大量微裂隙。因此，本發(fā)明采用drucker-prager屈服準(zhǔn)則模擬巖塊的物理力學(xué)特性，即：

其中，α、k為常數(shù)；i1為應(yīng)力張量的第一不變量；j2為應(yīng)力偏量的第二不變量。

drucker-prager強(qiáng)度準(zhǔn)則的破壞曲面為圓錐體，圓錐體的大小可通過(guò)α、k兩個(gè)參數(shù)來(lái)調(diào)整。若圓錐面與莫爾受壓子午線外接時(shí)，則有：

若圓錐面與莫爾受拉子午線相吻合，則有：

其中，為巖塊與結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角，c為巖塊與結(jié)構(gòu)面的黏聚力。

3)巖體的蠕變模型

巖體是具有彈性、塑性和粘滯性的黏彈塑性體，即具有蠕變特性。巖體的蠕變模型可表示為：

其中，ε^c(t，τ)為蠕變應(yīng)變，δσ0為在t0時(shí)刻施加的應(yīng)力增量，t為計(jì)算時(shí)間，τ為加載時(shí)間，a1、a2為蠕變度參數(shù)，k1為蠕變速率參數(shù)。

4)反演分析方法

采用上述數(shù)值計(jì)算模型，結(jié)合巖體設(shè)計(jì)力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)，反演得到巖體當(dāng)前的力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)。

以分離后蓄水瞬時(shí)觸發(fā)的岸坡變形分量為基礎(chǔ)，對(duì)岸坡巖體的變形模量和強(qiáng)度參數(shù)(抗拉強(qiáng)度、黏聚力、內(nèi)摩擦角)進(jìn)行反演，得到岸坡短期內(nèi)的水頭分量的力學(xué)參數(shù)。

以分離后氣溫周期性作用下變形分量為基礎(chǔ)，對(duì)岸坡巖體的熱學(xué)參數(shù)進(jìn)行反演。

以分離后岸坡時(shí)效變形分量為基礎(chǔ)，對(duì)岸坡巖體的時(shí)效變形參數(shù)進(jìn)行反演，即對(duì)式(19)、(20)中的a1、a2、k1等蠕變參數(shù)進(jìn)行反演。

s3：基于反演計(jì)算得到的庫(kù)岸邊坡巖體力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)，以水庫(kù)開(kāi)始蓄水為計(jì)算起點(diǎn)，考慮實(shí)際蓄水過(guò)程和邊界條件，利用數(shù)值仿真分析方法，計(jì)算得到當(dāng)前水位下岸坡的變形場(chǎng)；

將變形計(jì)算結(jié)果與變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行對(duì)比，分析二者之間的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，評(píng)價(jià)數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性，如果差異較大，需要調(diào)整巖體力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)，并復(fù)核邊界條件重新進(jìn)行計(jì)算。

s4：采用當(dāng)前水位下調(diào)整后的巖體力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)，根據(jù)規(guī)劃的未來(lái)短時(shí)間內(nèi)水位變化情況，利用數(shù)值仿真分析方法計(jì)算得到下一蓄水位下庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡的變形場(chǎng)，預(yù)測(cè)邊坡下一蓄水位時(shí)的工作性態(tài)，預(yù)評(píng)價(jià)下一蓄水位下岸坡的穩(wěn)定安全性；

s5：對(duì)下一蓄水位下庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡的變形預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。

將下一蓄水位下庫(kù)岸巖質(zhì)邊坡的變形預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)的新的水位下變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，分析預(yù)測(cè)結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。若預(yù)測(cè)結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果吻合良好，說(shuō)明根據(jù)調(diào)整后的力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)取值合理，可直接進(jìn)行下一階段岸坡變形的仿真預(yù)測(cè)分析；若預(yù)測(cè)結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果相差較大，重新執(zhí)行步驟s1至s3，反演計(jì)算得到新的力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)，重新進(jìn)行預(yù)測(cè)。

以下結(jié)合一具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法及效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

國(guó)內(nèi)西部某水電站上游庫(kù)岸邊坡，岸坡總體為花崗巖巖質(zhì)，岸坡高700m，屬于超高邊坡。由于蓄水后岸坡3#山梁變形最為典型，且變形量較大，因此選取3#山梁典型剖面進(jìn)行分析。該岸坡巖體由表及里分為四種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，依次為：散體結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，塊裂結(jié)構(gòu)和原巖。岸坡花崗巖體中斷裂構(gòu)造較發(fā)育，規(guī)模較大，性狀較差，有四組結(jié)構(gòu)面對(duì)岸坡形成過(guò)程及后期岸坡變形破壞起主要控制作用。前期勘測(cè)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)岸坡上部存在一錯(cuò)落體，其底部控制面為規(guī)模較大的緩傾角斷層hf104，斷層上盤(pán)裂隙較密集，斷層帶內(nèi)有明顯蠕滑跡象，較為破碎，下盤(pán)巖體稍完整；錯(cuò)落體后緣控制面以頂部平臺(tái)后緣斷層lf1為界。

早期勘探結(jié)果表明，岸坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，2009年3月初水庫(kù)蓄水后，在庫(kù)岸地質(zhì)巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，邊坡頂部平臺(tái)有新的傾倒變形，岸坡前沿局部發(fā)生崩塌破壞。變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)四個(gè)：k1監(jiān)測(cè)點(diǎn)、ls05監(jiān)測(cè)點(diǎn)、ls04監(jiān)測(cè)點(diǎn)及tp3-3監(jiān)測(cè)點(diǎn)，前三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)自蓄水開(kāi)始就有觀測(cè)數(shù)據(jù)，tp3-3監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝時(shí)間較晚，2011年3月開(kāi)始有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)變形過(guò)程線如圖3～6所示。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料表明：1)變形沿岸坡由下至上逐漸增大，岸坡頂部前緣變形最大，截止2015年1月，岸坡前緣k1監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最大綜合變形為39.5m；2)邊坡的變形與庫(kù)水位有很強(qiáng)的相關(guān)性，蓄水是蓄水期岸坡產(chǎn)生新的傾倒變形的誘發(fā)因素；3)從觀測(cè)到的變形過(guò)程線的趨勢(shì)來(lái)看，早期庫(kù)水位抬升時(shí)，岸坡測(cè)點(diǎn)變形速率在1～7天之后開(kāi)始增大，且持續(xù)發(fā)展，當(dāng)水位穩(wěn)定后，變形速率又有所減小，目前變形并未完全收斂，還以1.8mm/d左右的變形速率變形。

根據(jù)公式(6)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，由于該岸坡變形與庫(kù)水位有很強(qiáng)的相關(guān)性，蓄水期的變形主要是由水位抬升觸發(fā)的，氣溫對(duì)岸坡變形影響很小，因此回歸分析中只考慮水位變化和時(shí)效變形分量。

如圖7～10所示，根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果，表明：1)采用本發(fā)明提出的回歸分析方法得到的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形與實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一致，且能夠有效分離出各影響因素作用下的變形分量；2)通過(guò)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形分量進(jìn)行分離，觀測(cè)期岸坡的變形中由蓄水?dāng)_動(dòng)直接引起的變形量很小，大多數(shù)為時(shí)效變形。

對(duì)岸坡3#山梁典型剖面進(jìn)行有限元離散，基于各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析結(jié)果，結(jié)合巖體設(shè)計(jì)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)行力學(xué)參數(shù)反演，得到岸坡巖體及結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)，如表1～表5所示。

表1不同分區(qū)巖體力學(xué)參數(shù)

表2不同分區(qū)結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)

表3斷層力學(xué)參數(shù)

表4不同分區(qū)巖體蠕變參數(shù)

表5不同分區(qū)結(jié)構(gòu)面蠕變參數(shù)

基于反演分析得到的巖體力學(xué)參數(shù)，考慮實(shí)際蓄水過(guò)程和邊界條件，對(duì)岸坡蓄水期變形全過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真分析，對(duì)岸坡不同蓄水階段的變形進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)繪制的變形云圖，計(jì)算得到的2011年12月20日(水位2430m)時(shí)岸坡的最大綜合變形約為32.16m，出現(xiàn)在岸坡頂部平臺(tái)前緣，實(shí)測(cè)的綜合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為33.84m；計(jì)算得到的2012年4月20日(水位2440m)時(shí)岸坡的最大綜合變形約為34.61m，出現(xiàn)在岸坡頂部平臺(tái)前緣，實(shí)測(cè)的綜合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為35.19m；計(jì)算得到的2014年12月20日(水位2448m)時(shí)岸坡的最大綜合變形約為40.94m，出現(xiàn)在岸坡頂部平臺(tái)前緣，實(shí)測(cè)的綜合變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為39.48m；通過(guò)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比可得，仿真計(jì)算得到的岸坡變形與實(shí)測(cè)值吻合較好。

根據(jù)仿真計(jì)算得到的岸坡變形形態(tài)結(jié)果，可得，岸坡中上部表層巖塊有明顯的傾倒變形，尤其是頂部平臺(tái)前緣傾倒變形最為劇烈；岸坡頂部平臺(tái)后緣有明顯的下沉變形；由于緩傾角斷層hf104的蠕滑作用，在緩傾角斷層hf104出露附近有巖塊擠出，甚至可能發(fā)生滾落。數(shù)值仿真得到的岸坡的整體變形形態(tài)與實(shí)際情況較為接近。

以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。