主要研究内容、方法和技术路线

根据研究的需要，本书的重点是边坡演化的内外动力机制和灾害风险评估。选择的示范研究区域是金沙江虎跳峡河段。具体研究目标是结合金沙江虎跳峡水电开发中的边坡变形破坏，研究边坡演化的动力地质机制和过程，建立边坡演化的内外动力耦合模式，为今后边坡灾害的进一步研究提供科学依据。通过分析该区典型边坡灾害的变形破坏与内外动力地质作用的相关性，得到了表征内外动力耦合效应空间强度差异分布的地质动力区划指标体系，并将其应用于边坡灾害风险的定量评价，以指导工程决策和环境管理。具体研究内容可概括如下:

1)虎跳峡工程区及其影响带的地质背景，河谷斜坡变形破坏体的赋存环境调查研究，是整个工程的地质基础。因此，在前人研究成果的基础上，进一步分析研究区特殊的地质构造、地形地貌、新构造运动、水文气象等内外动力条件，加深对谷坡演化环境系统的认识。

2)系统分析和总结金沙江虎跳峡河段边坡变形破坏的类型、规模、数量、空间分布和活动性，研究基础环境条件(或环境场)对边坡变形破坏的综合作用，为边坡灾害的形成机制和风险评估提供参考。

3)通过边坡变形与地质动力因素的相关性分析，研究内外动力地质作用下边坡变形破坏体的形成、演化、发育频率和空间分布特征，从定量意义上揭示各动力因素与边坡变形破坏的主次关系，为边坡演化机制分析和灾害风险评估提供科学依据。

4)分析虎跳峡河段典型边坡演化机制，查明区域边坡演化的地质背景、内外动力地质机制和过程。分析了边坡演化的内外动力效应及其演化效应的耦合因素，综合确定了虎跳峡地区河谷边坡演化的内外动力耦合模式。

5)模拟长地质历史时期河谷内大型反倾岩体的重力时效弯曲变形和渐进剪切破坏模式，进而研究反倾边坡在库水位骤降和地震作用下的动力稳定性；探索岩质边坡最危险滑动面的全局优化算法。

6)以夏赞日堆积体为研究对象，通过对其成因模型和岩土介质物理力学性质的试验研究，揭示了堆积体边坡稳定性的影响因素，并采用有限元强度折减法分析了该堆积体在不同工况下的三维稳定性、塌岸和失稳模式，为水电建设提供了重要的科学依据。

7)根据内外动力耦合强度的空间差异特征，将统一的地质动力区划模型纳入边坡灾害风险评价研究，建立地质动力区划指标体系和强度等级，定量评价虎跳峡河段边坡灾害风险。

1.3.2研究方法和技术路线

1)通过广泛的资料收集和野外调查(包括国内外文献、区域地质调查报告、野外调查资料等。)，在总结前人研究成果的基础上，运用原始资料统计、地质历史对比和地质类比等方法，进一步分析了虎跳峡河段的区域地质背景，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象条件和新构造运动特征。

2)根据野外调查、遥感影像和航空像片解译结果，收集整理虎跳峡库区七宗至大具段边坡变形破坏体(包括边坡变形体、滑坡体和崩塌体)的基本信息，建立边坡变形破坏体数据库，分析其发育状况(如类型、规模、数量等)。)、边坡变形破坏体的空间分布规律及其与基本环境条件(或静态环境因素)的关系。

3)采用单因素相关分析法分析边坡变形破坏与各种地质动力因素的关系，研究内外动力作用下边坡变形破坏体的发育频率、规模和空间分布特征；利用定性与定量相结合的效应测度分析模型(EMA ),全面定量地分析了边坡变形破坏与主要动力地质作用的相关性，确定了影响河谷岸坡稳定性的关键动力因素，从定量的角度探讨了研究区各种动力地质作用与边坡变形破坏的主次关系。

4)以龙蟠右岸边坡变形和滑板堆积体滑坡两个大型松散堆积体为典型实例，运用工程地质力学分析方法，着重分析了虎跳峡工程区边坡演化的成因机制，建立了虎跳峡河谷区边坡演化内外动力耦合的基本模型(或概念模型)，并对堆积体滑坡的滑动期进行了初步分析和预测。

5)基于反倾岩体变形破坏的时效性，引入强度折减法，用安全系数分析评价反倾岩体边坡的稳定性，从边坡变形演化过程中剪切屈服区的扩展模式，提出了大型反倾岩体在“软基效应”和“夹层效应”共同作用下的“渐进剪切破坏模式”。利用离散单元对变形岩体进行了全时动力分析，指出边坡失稳的内在机理是地震惯性力引起的剪应力累积效应和超孔隙水压力累积效应。将遗传算法与Sarma方法相结合，引入保存最优解的突变策略，提出了一种适用于岩质边坡最危险滑动面分析的GA-Sarma算法。

6)对夏赞日堆积体的研究，首先调查堆积体的地质构造，通过野外地质特征和钻孔特征的综合分析，研究堆积体的成因类型和形成演化史；通过现场大型直剪试验、推剪试验、粒度分析和大型单圈渗透试验，全面了解了五类沉积物的物理力学性质。通过室内力学试验和典型样品的微观结构分析，研究堆积体的变形破坏规律及其结构控制机制。通过地质模型综合分析和强度折减有限元数值模拟技术，研究堆积体在不同工况下的二维和三维稳定性。

7)在分析典型边坡演化机制和内外动力耦合强度空间差异特征的基础上，采用模糊综合评价(FCJ)和地理信息系统(GIS)相结合的方法，建立了地质动力区划的指标体系和强度等级，并结合静态环境条件(包括岩土类型、岸坡结构、边坡类型等)预测了工作区不同地段边坡灾害可能发生的程度。).地质动力区划方法为边坡灾害风险评估方法的研究提供了新的思路。

本书的研究技术路线如图1所示。3.1.

图1。3.1研究技术路线图