三峡库区某滑坡变形特征及失稳机制研究
乔伟
摘 要：三峡库区地质环境复杂，在库水位升降的作用下，滑坡灾害易发多发。以三峡库区某岩质滑坡为工程背景，通过监测资料分析了滑坡的变形特征及失稳机制。结果表明：该滑坡为典型的浮托减重型滑坡，在高水位运行期，浸泡软化和浮托减重效应凸显，滑坡变形与水库水位上升及高水位运行呈正相关性。研究结论对水库型岩质滑坡稳定性分析具有参考价值。
关键词：三峡库区；滑坡；变形特征；失稳机制
中图分类号：U617 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）8-0054-02
1 滑坡基本情况
三峡库区某滑坡位于长江右岸，距三峡大坝坝址56km。滑坡后缘至高程432m山包鞍部，前缘至江中135m高程，左右边界以冲沟为界。滑坡平面形态呈靴形，剖面形态呈阶状，坡度25°。滑坡宽400m，纵长1000m，面积40万m2，平均厚度40m，体积约1600万m3，主滑方向340°。
该滑坡为一古滑坡。滑坡物质由侏罗系下统香溪组层状石英砂岩、粉砂块裂岩组成，滑体中、后部岩层倾角25～30°，滑面顺煤系地层顶面发育，与基岩产状基本一致，由煤泥及重粉质亚粘土组成；前部岩层近水，滑带切层发育。滑床由二套岩性构成，顺层段滑床由香溪组下段薄——中厚层炭质粉砂岩组成，切层段滑床由香溪组中段褐黄色中厚——厚层状石英砂岩组成。滑坡一旦成灾，将威胁滑坡体上村民及长江航运安全。
滑坡中部西侧边界和公路交汇处，公路路面损毁加剧，公路边坡常有块石滚落，为滑坡持续变形所致，见照片1；西侧边界处裂缝断续向上延伸，至高程340m处，地边裂缝新张1～5mm，见照片2；滑坡后部西侧边界处（高程约400m）地表裂缝带纵体走向20°，新近微1～5mm， 见照片3，该裂缝向下断续延伸至公路一带，造成滑坡东侧边界裂缝与公路交汇处，路面损坏严重，路面地表出现台坎现象，为滑坡长期持续变形所致。见照片4。
2 基于监测数据的滑坡变形特征分析
2.1 监测网点的布设情况
在滑坡体上布设4个GPS监测点，形成1条监测纵剖面，在滑坡体东侧稳定基岩上布设1个GPS基准点；2016年新建了ZGX287、ZGX288、ZGX289、ZGX290等4个GPS自动监测点。
2.2 监测数据分析
截至2017年12月，监测点ZG287的累积水平位移值为2056.2mm，平均速率為13.18mm/月，方向为334°；监测点ZG288的累积水平位移值为2088.6mm，平均速率为13.62mm/月，方向为333°；监测点ZG289的累积水平位移值为2166.3mm，水平位移值为183.0mm，平均速率为15.25mm/月，方向为344°；监测点ZG290的累积水平位移值为1369.8mm，平均速率为6.18mm/月，方向为346°。
滑坡监测点位移——时间曲线如图1所示。由图1可知，人工GPS监测点位移——时间曲线和自动GPS监测点位移——时间曲线的特征相似，GPS测点的位移随时间的变化趋势基本一致，与岩质滑坡的变形规律吻合；滑坡在三峡水库高水位运行期间位移速率明显大于三峡水库低水位运行期，为典型的浸泡软化和浮托减重型滑坡。
3 滑坡变形机理与影响因素分析
滑坡GPS监测点累积位移-降雨量-水库水位-时间相关性分析如图2所示。由图2可知，4个GPS监测点累积位移均随着时间的推移不断增加，且各监测点的位移具有同步性，累积位移-时间曲线均呈不同程度的上扬趋势。截至到2017年12月，各监测点的累积变形为1369.8～2166..3mm之间，最大累积变形为位于滑坡中部的ZG289监测点。通过对滑坡累积位移——降雨量——水库水位——时间进行相关性分析可知，2007年4～7月持续降雨达722.29mm，导致在2007年5～8月的滑坡整体加速变形。滑体岩体裂隙发育，降雨极易入渗，增加滑坡体重量的同时也造成滑坡滑带力学性质降低，导致滑坡体变形。2008年9月开始了175m的试验性蓄水，之后每年的10月到次年3月，各监测点累积位移-时间曲线呈小幅度上扬趋势，即各监测点位移速率增大。而在每年4月至9月期间，各监测点累积位移—时间曲线相对趋于平缓，即各监测点位移速率减小。分析其变形较明显时间段刚好与库水位上涨以及水库高水位运行相吻合。而6～8月的降雨量相对较大，对滑坡变形的影响并不显著。
图2 滑坡GPS监测点累积位移-降雨量-水库水位-时间相关性分析图
据此分析，滑坡对库水位上涨以及高水位对滑坡体浸泡的影响因素敏感性要大于大气降雨的影响，这主要由于滑坡的变形是受岩质滑坡的基本特征所控制，库水位上涨导致滑坡前缘浸没于水中的阻滑段受浮力作用抗滑段滑体减重，抗滑力减小，高水位浸泡导致滑坡体以及滑带力学性质变差，并且岩体中裂隙充水后产生的静水压力的大小以及岩体力学性质受裂隙含水量的变化直接影响，多种因素的叠加导致变形加速。
4 结论
（1）滑坡自监测以来，一直处于蠕动变形中，4个GPS监测点多年累积水平位移测值为1297.6mm～1983.3mm，位移速率为6.18～15.25mm/月。
（2）该滑坡为典型的浮托减重型滑坡，每年10～12月，滑坡浸泡软化和浮托减重效应凸显，与水库水位上升及高水位运行呈正相关性。
参考文献：
[1] 唐军， 何云. 贵州省某顺层岩质滑坡变形破坏机制分析[J]. 西南公路. 2017， （3）： 81-84.
[2] 殷中辉， 李春峰， 曾耀. 高速公路顺层岩质滑坡成因机理研究[J]. 中国水运， 2015， （1）： 206-208.
[3] 廖祥东， 罗顺林. 湖北省兴山县张家坎小区岩质滑坡稳定性分析与评价[J]. 资源环境与工程， 2016， 30（5）： 712-717.
[4] 卢洪沛， 胡正涛， 唐利平. 川北某顺层岩质滑坡稳定性评价[J]. 资源环境与工程， 2016， 30（2）： 194-197.
摘 要：三峡库区地质环境复杂，在库水位升降的作用下，滑坡灾害易发多发。以三峡库区某岩质滑坡为工程背景，通过监测资料分析了滑坡的变形特征及失稳机制。结果表明：该滑坡为典型的浮托减重型滑坡，在高水位运行期，浸泡软化和浮托减重效应凸显，滑坡变形与水库水位上升及高水位运行呈正相关性。研究结论对水库型岩质滑坡稳定性分析具有参考价值。
关键词：三峡库区；滑坡；变形特征；失稳机制
中图分类号：U617 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）8-0054-02
1 滑坡基本情况
三峡库区某滑坡位于长江右岸，距三峡大坝坝址56km。滑坡后缘至高程432m山包鞍部，前缘至江中135m高程，左右边界以冲沟为界。滑坡平面形态呈靴形，剖面形态呈阶状，坡度25°。滑坡宽400m，纵长1000m，面积40万m2，平均厚度40m，体积约1600万m3，主滑方向340°。
该滑坡为一古滑坡。滑坡物质由侏罗系下统香溪组层状石英砂岩、粉砂块裂岩组成，滑体中、后部岩层倾角25～30°，滑面顺煤系地层顶面发育，与基岩产状基本一致，由煤泥及重粉质亚粘土组成；前部岩层近水，滑带切层发育。滑床由二套岩性构成，顺层段滑床由香溪组下段薄——中厚层炭质粉砂岩组成，切层段滑床由香溪组中段褐黄色中厚——厚层状石英砂岩组成。滑坡一旦成灾，将威胁滑坡体上村民及长江航运安全。
滑坡中部西侧边界和公路交汇处，公路路面损毁加剧，公路边坡常有块石滚落，为滑坡持续变形所致，见照片1；西侧边界处裂缝断续向上延伸，至高程340m处，地边裂缝新张1～5mm，见照片2；滑坡后部西侧边界处（高程约400m）地表裂缝带纵体走向20°，新近微1～5mm， 见照片3，该裂缝向下断续延伸至公路一带，造成滑坡东侧边界裂缝与公路交汇处，路面损坏严重，路面地表出现台坎现象，为滑坡长期持续变形所致。见照片4。
2 基于监测数据的滑坡变形特征分析
2.1 监测网点的布设情况
在滑坡体上布设4个GPS监测点，形成1条监测纵剖面，在滑坡体东侧稳定基岩上布设1个GPS基准点；2016年新建了ZGX287、ZGX288、ZGX289、ZGX290等4个GPS自动监测点。
2.2 监测数据分析
截至2017年12月，监测点ZG287的累积水平位移值为2056.2mm，平均速率為13.18mm/月，方向为334°；监测点ZG288的累积水平位移值为2088.6mm，平均速率为13.62mm/月，方向为333°；监测点ZG289的累积水平位移值为2166.3mm，水平位移值为183.0mm，平均速率为15.25mm/月，方向为344°；监测点ZG290的累积水平位移值为1369.8mm，平均速率为6.18mm/月，方向为346°。
滑坡监测点位移——时间曲线如图1所示。由图1可知，人工GPS监测点位移——时间曲线和自动GPS监测点位移——时间曲线的特征相似，GPS测点的位移随时间的变化趋势基本一致，与岩质滑坡的变形规律吻合；滑坡在三峡水库高水位运行期间位移速率明显大于三峡水库低水位运行期，为典型的浸泡软化和浮托减重型滑坡。
3 滑坡变形机理与影响因素分析
滑坡GPS监测点累积位移-降雨量-水库水位-时间相关性分析如图2所示。由图2可知，4个GPS监测点累积位移均随着时间的推移不断增加，且各监测点的位移具有同步性，累积位移-时间曲线均呈不同程度的上扬趋势。截至到2017年12月，各监测点的累积变形为1369.8～2166..3mm之间，最大累积变形为位于滑坡中部的ZG289监测点。通过对滑坡累积位移——降雨量——水库水位——时间进行相关性分析可知，2007年4～7月持续降雨达722.29mm，导致在2007年5～8月的滑坡整体加速变形。滑体岩体裂隙发育，降雨极易入渗，增加滑坡体重量的同时也造成滑坡滑带力学性质降低，导致滑坡体变形。2008年9月开始了175m的试验性蓄水，之后每年的10月到次年3月，各监测点累积位移-时间曲线呈小幅度上扬趋势，即各监测点位移速率增大。而在每年4月至9月期间，各监测点累积位移—时间曲线相对趋于平缓，即各监测点位移速率减小。分析其变形较明显时间段刚好与库水位上涨以及水库高水位运行相吻合。而6～8月的降雨量相对较大，对滑坡变形的影响并不显著。
图2 滑坡GPS监测点累积位移-降雨量-水库水位-时间相关性分析图
据此分析，滑坡对库水位上涨以及高水位对滑坡体浸泡的影响因素敏感性要大于大气降雨的影响，这主要由于滑坡的变形是受岩质滑坡的基本特征所控制，库水位上涨导致滑坡前缘浸没于水中的阻滑段受浮力作用抗滑段滑体减重，抗滑力减小，高水位浸泡导致滑坡体以及滑带力学性质变差，并且岩体中裂隙充水后产生的静水压力的大小以及岩体力学性质受裂隙含水量的变化直接影响，多种因素的叠加导致变形加速。
4 结论
（1）滑坡自监测以来，一直处于蠕动变形中，4个GPS监测点多年累积水平位移测值为1297.6mm～1983.3mm，位移速率为6.18～15.25mm/月。
（2）该滑坡为典型的浮托减重型滑坡，每年10～12月，滑坡浸泡软化和浮托减重效应凸显，与水库水位上升及高水位运行呈正相关性。
参考文献：
[1] 唐军， 何云. 贵州省某顺层岩质滑坡变形破坏机制分析[J]. 西南公路. 2017， （3）： 81-84.
[2] 殷中辉， 李春峰， 曾耀. 高速公路顺层岩质滑坡成因机理研究[J]. 中国水运， 2015， （1）： 206-208.
[3] 廖祥东， 罗顺林. 湖北省兴山县张家坎小区岩质滑坡稳定性分析与评价[J]. 资源环境与工程， 2016， 30（5）： 712-717.
[4] 卢洪沛， 胡正涛， 唐利平. 川北某顺层岩质滑坡稳定性评价[J]. 资源环境与工程， 2016， 30（2）： 194-197.
