发布时间 : 星期三 文章重大工程灾变滑坡演化与控制的基础研究更新完毕开始阅读ed4c4611f18583d049645979
与复杂环境条件下滑坡地质体之间的相互作用和协同工作，充分发挥地质灾害治理功能，达到抗滑效果，保证工程安全。目前，滑坡-防治结构体系相互作用机理的研究开展较少，滑坡防治工程实践中基本未考虑滑坡-防治结构相互作用的影响，缺乏基于相互作用的滑坡防治结构设计理论，滑坡防治效果及其工程长期安全性难以保障。因此，滑坡-防治结构体系相互作用机理是实现重大工程灾变滑坡系统演化过程控制的关键科学问题之一。针对该科学问题，建立库水位波动、降雨、工程卸荷等作用下滑坡-防治结构协同工作模型，揭示基于流变理论的滑坡-防治结构变形破坏时效规律，提出滑坡-防治结构体系长期安全性评价理论，可为重大工程灾变滑坡演化过程控制理论的建立提供关键基础理论与方法。
3、重大工程灾变滑坡演化阶段判识与过程控制
因此，亟需创建重大工程灾变滑坡演化过程控制理论。针对该关键科学问题，研究滑坡演化多场灾变信息识别模式与判据，建立滑坡演化过程预测预报理论，确定滑坡不同演化阶段的关键控制因素和最佳控制方法，提出重大工程灾变滑坡有效控制与评价体系，为重大工程灾变滑坡的有效控制提供理论支撑和方法指导。
围绕上述关键科学问题，以长江三峡地区和西南三江地区为例，深入研究地质过程与重大灾变滑坡时空演化关系，建立灾变滑坡孕灾模式。研究复杂环境条件下滑坡多场耦合作用过程，揭示重大工程灾变滑坡演化机理。研究滑坡-防治结构相互作用机理，提出长期安全性评价方法。研究滑坡演化多场灾变信息识别与判据体系，实现滑坡演化状态判识。建立基于滑坡演化机理的过程预测预报理论，提出重大工程灾变滑坡有效控制方法与评价体系，建立重大工程灾变滑坡演化过程控制理论。具体研究内容如下：
1、重大工程灾变滑坡区地质过程及孕灾模式
通过三峡库区地貌过程及非正常地貌事件的剖析，建立地貌过程与滑坡发育关系，研究巴东组、侏罗系红层等易滑岩组滑坡特性，解析三峡库区多层次滑脱、多序次破裂等历史构造及新构造过程，研究构造过程对滑坡的控制作用，奠定大型水库运行条件下滑坡机理与控制的研究基础。通过西南三江地区强卸荷区快速隆升的幅度、方式、速率、第四纪活动断层的分布、活动时间和区域应力场分布特征的研究，确定深切峡谷斜坡应力场与区域应力场的形成与演变关系，揭示滑
坡时空分布特征、演变与区域应力场演变过程之间的相关性和第四纪高原快速隆升对滑坡的控制作用，奠定高山峡谷区强卸荷作用滑坡演化机理与控制研究基础。基于长江三峡及西南三江地区地质过程与重大灾变滑坡发育关系，研究滑坡主导地质因素，揭示不利地质条件组合类型，建立重大灾变滑坡区滑坡孕灾模式。
2、重大工程典型主控因素下滑坡演化与致灾机理
以长江三峡库区为例，研究周期性吸水与释水条件下孔隙裂隙多相介质的物理、水理和力学性质变化规律，揭示库水变动带岩土体物质组成劣化、结构衰变以及强度折减机理。建立典型库岸滑坡的三维地质模型，研究库水位变动和降雨联合作用下典型滑坡饱和-非饱和渗流场演化规律。建立库岸滑坡多场多尺度三维非线性耦合模型，研究降雨与库水联合作用条件下，库岸滑坡渗流场、应力场和化学场的时空演化过程及其阶段性，进行多场相关的应变、位移的互反馈敏感性分析，开展相应的H-M-C耦合实验与现场实时监测，揭示降雨-库水联合作用下滑坡演化与致灾机理。
以西南三江地区为例，研究卸荷作用下边坡灾变孕育与滑坡演化过程，划分滑坡演化过程阶段，解析各阶段的运动特征，揭示工程卸荷条件下滑坡快速启动、高速运动和远程堆积等引起的破坏效应。确定高地应力释放速率、量级等致灾因子及其阈值，提出灾变滑坡的判别方法，揭示工程卸荷条件下重大灾变滑坡致灾机理。
3、滑坡-防治结构体系相互作用与长期安全性
选取重大工程灾变滑坡典型防治工程结构，包括抗滑桩、预应力锚索（杆）结构等，研究结构承载特征，构建滑坡-防治结构模型。研究作用于滑坡防治结构体上荷载的动态变化规律，揭示防治结构动态响应机理；研究滑坡-防治结构体系协同变形规律，建立变形协调方程，揭示滑坡-防治结构体系相互作用机理。研究复杂因素作用下滑坡岩土体流变特性，确定其长期强度。研究降雨、库水波动及工程卸荷等作用下滑坡应力场与防治结构内力变化过程，揭示复杂环境条件下滑坡-防治结构体系的非线性变形破坏时效规律。研究滑坡在不同演化阶段植入典型防治结构后，滑坡-防治结构的演化规律。提出防治工程效果评价方法与评判准则，创建防治结构适宜性的评价方法和指标体系。研究滑坡-防治结构体系长期安全性综合评价模型，构建长期安全性评价指标体系及综合判别标准，提
出基于长期安全性的滑坡防治结构优化设计方法，创建滑坡-防治结构体系长期安全性评价理论。
4、重大工程灾变滑坡演化多场信息表征与状态判识
以长江三峡及西南三江地区重大工程灾变滑坡为例，研究滑坡演化过程中岩土体物质组成与结构的演变及能量耗散效应，揭示滑坡物质能量状态迁移及其临界特征。以“3S”技术、分布式光纤传感技术、声发射技术、同位素示踪技术为主要手段，构建滑坡多场特征信息采集技术体系。研究不同孕灾模式滑坡的多场信息数据融合方法，挖掘滑坡多场信息的逻辑共生关系，建立滑坡的应力场、渗流场、温度场、化学场与变形场多场融合的关联模型，提出基于不同演化机理的滑坡多场信息多尺度、多分辨率的融合与建模理论。研究重大工程灾变滑坡演化时空演化规律，开展以强非线性、不确定、多层次、变量类型混杂为特征的复杂系统时蕴过程分析。研究多场耦合作用模式下的灾变滑坡判据体系，划分演化阶段，实现滑坡过程状态判识。
5、重大工程灾变滑坡演化过程控制理论
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，根据不同孕灾模式下不同演化阶段的特点，确定滑坡演化过程预测综合判据与阈值，提出滑坡演化过程预测预报方法，建立滑坡演化过程预测预报理论。基于不同孕灾模式下的滑坡演化机理，结合多场信息滑坡过程状态判识，运用现代控制理论，提出滑坡关键控制因素和最佳控制时间。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；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。建立重大工程灾变滑坡演化过程控制技术方法体系，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，构建滑坡演化过程综合控制效果指标体系和评价方法体系，建立重大工程灾变滑坡演化过程控制理论。