中国三峡水库大坝的建设导致水库滑坡事件的增加。为了减轻这些地质灾害,采用了多排稳定桩(MRSP)来稳定块状水库滑坡。研究人员利用离心机和数值建模研究了库区未加固滑坡和MRSP加固滑坡的行为,研究了未加固滑坡的破坏机制,以及水库水位(RWL)波动下MRSP的力学行为和稳定机制。
研究结果表明,向下渗流力的升高触发了破坏前滑动,但不是灾难性破坏的唯一原因。相反,快速的破坏前滑动导致饱和滑动区的土壤颗粒压缩和破碎,导致超孔隙水压力和快速的整体破坏。这种超孔隙水压力依赖机制解释了水库滑坡中观察到的“阶梯状”变形模式和快速破坏模式。此外,该研究揭示了相邻MRSP组之间土拱的形成,导致边界柱上的应力集中,需要加固。这一发现挑战了传统的一维荷载传递比,提倡采用二维方法来解释行和列之间的变化。值得注意的是,该研究还强调了不同RWL操作下MRSP内部荷载传递规律的显著变化,具体来说,在快速RWL下降期间,每排桩的荷载传递比接近1.0,表明在更大的滑坡动员力下,MRSP上的荷载分布均匀。在MRSP加固的水库滑坡中,滑坡破坏模式可以显著改变荷载传递规律。当拖尾排前面的斜坡发生局部破坏时,拖尾排后面的土壤阻力减小或消失,潜在地增加了从第一行到最后一行的净动员荷载。荷载传递率从前排到后排增加。如果拖尾排前面的斜坡保持稳定,在阴影效应下,荷载传递率从前排到后排减小。
在离心机模型中,虽然已努力匹配模型桩的几何比例、抗弯刚度(即EI)和弹性模量,但使用替代材料代替实际场景中发现的材料可能会导致土与桩之间相互作用的差异,这可能会改变桩的结构响应。还应该注意的是,这项研究的结果特定于所采用的实验条件,可能不适用于其他类型的斜坡结构、不同的材料特性或不同的桩稳定设置。相关研究成果发表于《Engineering
Geology》[1]。
[1] Failure and Reinforcement of Reservoir Landslides: Insights From
Centrifuge Modeling and Numerical Modeling