向家松，文寶萍 ，陳 明，王水華

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；2.湖北水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 荊州 434020)

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結(jié)構(gòu)復(fù)雜滑坡活動(dòng)對庫水位變化的響應(yīng)特征
——以三峽庫區(qū)柴灣滑坡為例

向家松1，文寶萍1，陳 明2，王水華2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；2.湖北水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 荊州 434020)

柴灣滑坡是三峽庫區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型老滑坡之一，三峽水庫蓄水后，該滑坡出現(xiàn)明顯復(fù)活跡象。本文基于滑坡結(jié)構(gòu)和2007-2015年監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了該滑坡活動(dòng)對庫水位變化的響應(yīng)特征；采用數(shù)值模擬手段分析了庫水位變化時(shí)滑體內(nèi)滲流場及孔隙水壓力變化特征。研究發(fā)現(xiàn)，該滑坡在平、剖面上分別呈現(xiàn)牽引式分塊與淺、中層分層的緩慢活動(dòng)特征；當(dāng)庫水位降速>0.8 m/d時(shí)，滑坡活動(dòng)呈現(xiàn)滯后的臺階式加劇趨勢；越接近地表，滑坡活動(dòng)對庫水位變化愈敏感。柴灣滑坡活動(dòng)特征受其復(fù)雜結(jié)構(gòu)控制，滑坡中前部地下水與庫水密切的水力聯(lián)系以及中層、深層滑體良好的滲透性決定了滑坡的分塊和分層活動(dòng)特征。庫水位上升時(shí)透水性較強(qiáng)滑體內(nèi)的揚(yáng)壓力和庫水位下降時(shí)透水性較弱滑體內(nèi)的動(dòng)水壓力是造成滑坡分塊分層活動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)力。

多層含水體結(jié)構(gòu)；分塊活動(dòng)；揚(yáng)壓力；動(dòng)水壓力

水庫蓄水及庫水位變化與水庫滑坡的關(guān)系一直是國內(nèi)外滑坡研究的熱點(diǎn)問題。國內(nèi)外大量滑坡實(shí)例證實(shí),庫水位升降都會誘發(fā)滑坡[1～3]。Paronuzzi等[4]通過對意大利瓦依昂水庫滑坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值模擬，認(rèn)為庫水位升降均對該滑坡穩(wěn)定性有顯著影響，但是庫水位上升的影響更大。他們強(qiáng)調(diào),庫水位上升后在滑面以上厚達(dá)50 m高滲透性碎裂巖中形成浮托力是導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)的關(guān)鍵因素。日本大約60%的水庫滑坡發(fā)生在庫水位驟降時(shí)期，其余40%發(fā)生在水庫蓄水初期和水位上升時(shí)期[5]。文寶萍等[6]認(rèn)為，對三峽水庫蓄水初期發(fā)生的千將坪滑坡而言，切層段滑帶抗剪強(qiáng)度降低作用最為顯著,其次為庫水浮托力作用。廖紅建等[7]認(rèn)為，庫水位下降階段滑坡穩(wěn)定性變化特征與滑體滲透系數(shù)密切相關(guān)；隨著滑體滲透系數(shù)的減小，穩(wěn)定性系數(shù)下降率愈大；庫水位下降速度也會影響滑坡穩(wěn)定性,當(dāng)庫水位下降速率<1.0 m/d、滑體滲透系數(shù)>1.0×104m/s時(shí)，庫水位下降對滑坡穩(wěn)定性影響不明顯。向玲等[8]、賈官偉等[9]、孫永帥等[10]分別通過數(shù)值模擬、物理模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)或證實(shí)，對于動(dòng)水壓力型滑坡，庫水位上升過程中，滑坡穩(wěn)定性增大;庫水位下降過程中，庫水位升降速率越大，滑體滲透系數(shù)越小，庫水位變動(dòng)對滑坡穩(wěn)定性影響越明顯。

然而，除了Paronuzzi等人將意大利瓦伊昂滑坡作為兩層結(jié)構(gòu)研究外，其他研究或采用簡單滑坡模型，或?qū)?fù)雜滑坡結(jié)構(gòu)概化為簡單結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜滑坡(即兩層以上滑帶)活動(dòng)對庫水位變化的響應(yīng)特征研究，國內(nèi)外研究較少涉及。水庫環(huán)境中，滑坡結(jié)構(gòu)復(fù)雜實(shí)質(zhì)是滑坡的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。伴隨庫水位變化，滑坡區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化是滑坡活動(dòng)的關(guān)鍵因素之一。周平根[11]曾將滑坡區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)概化為統(tǒng)一含水型、管道含水型、層狀含水性型、復(fù)合型等多種類型。當(dāng)滑坡具有復(fù)雜水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，滑坡活動(dòng)特征如何，目前尚無清晰認(rèn)識。

柴灣滑坡是三峽庫區(qū)典型的大型老滑坡之一。三峽水庫蓄水后，該滑坡顯現(xiàn)復(fù)活跡象?？碧浇沂?，該滑坡結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，滑體由三層滲透性差異明顯的物質(zhì)組成，滑坡內(nèi)發(fā)育淺、中、深三層滑面。本文基于滑坡結(jié)構(gòu)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析滑坡活動(dòng)對庫水位變化的響應(yīng)特征，以期為水庫環(huán)境中結(jié)構(gòu)復(fù)雜滑坡的活動(dòng)機(jī)理研究提供借鑒。

1 滑坡發(fā)育特征

柴灣滑坡位于湖北省巴東縣，地處三峽庫區(qū)巴東段長江左岸，為大坪滑坡群中3個(gè)滑坡中的最西側(cè)者，其東側(cè)依次為大坪滑坡和橫梁子滑坡。3個(gè)滑坡均為巖質(zhì)老滑坡。柴灣滑坡平面形態(tài)呈舌形，前寬后窄；兩側(cè)緣以沖溝為界，后緣為基巖臺坎，呈圈椅狀地形，后緣高程365 m；前緣位于長江水下，高程約100 m。滑坡縱長約580 m，橫寬80～200 m，滑坡面積約6×104m2?；碌匦吻岸钢芯徍蠖福蟛科露?0°，中部較緩約10°，前部坡度35°。

滑體厚度40～70 m，滑坡體積約2×106m3?；w物質(zhì)可分為結(jié)構(gòu)差異明顯的上、中、下三層(圖1)。上層為紫紅色碎石土，結(jié)構(gòu)密實(shí)，較潮濕，土石比約40/60；角礫、碎石成分為紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，多數(shù)碎石粒徑1～5 cm，土體部分為紫紅色粉質(zhì)黏土；層厚10～20 m。中層為紫紅色碎塊石土，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，土石比約30/70；其中>20 cm塊石含量占40%～50%，多數(shù)塊石粒徑20～30 cm，碎塊石間充填粉質(zhì)黏土；層厚10～20 m。下層為碎裂巖，多為>20 cm的塊石，塊石巖性為紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和淺灰色灰?guī)r、灰黃色泥灰?guī)r；層厚20～30 m。滑床為三疊紀(jì)中統(tǒng)巴東組2段、3段和4段地層，巖性為紫紅色泥巖、粉砂巖、砂巖，淺灰色灰?guī)r及灰黃色泥灰?guī)r?；轮邪l(fā)育3層厚度不等軟弱帶，分別位于上層碎石土與中層碎塊石土接觸帶、中層碎塊石土與碎裂巖接觸帶以及碎裂巖與基巖接觸帶，3層軟弱帶構(gòu)成3層滑帶。其中上、中層滑帶為含碎石紫紅色粉質(zhì)黏土，厚度分別為0.1～0.3 m、0.2～0.5 m；下層滑帶，亦即主滑帶為含碎石土黃色粉質(zhì)黏土，厚0.3～0.6 m，可塑狀，手感細(xì)膩。3層滑體中，還分布層數(shù)不一、厚度不等的含碎石粉質(zhì)黏土透鏡體。

圖1 柴灣滑坡工程地質(zhì)剖面圖Fig.1 Engineering geological profile of the Chaiwan landslide1—碎石土；2—碎塊石土；3—含碎石粉質(zhì)黏土；4—碎裂巖；5—砂卵礫石；6—泥巖、泥質(zhì)砂巖；7—灰?guī)r、泥灰?guī)r；8—滑面；9—庫水位線；10—監(jiān)測孔；11—GPS監(jiān)測點(diǎn)

滑坡區(qū)內(nèi)未見地下水露頭。依據(jù)滑體結(jié)構(gòu)判斷，滑坡內(nèi)分布松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。各層滑體特征表明其滲透性差異大，上層密實(shí)碎石土滲透性相對較弱，中層碎塊石土滲透性較好，下層碎裂巖滲透性最強(qiáng)，滑床巖體透水性微弱。因而，滑坡水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)具有多層含水體的結(jié)構(gòu)特征。

2 滑坡活動(dòng)特征及其與庫水位變化關(guān)系

2003年6月三峽水庫蓄水至135 m，同年7月、10

月，滑坡中部發(fā)現(xiàn)2條東西向拉張裂縫，滑坡前緣出現(xiàn)塌岸。西側(cè)裂縫長約50 m，張開2～5 cm；東側(cè)裂縫長約70 m，張開2～10 cm。2條裂縫未見明顯下錯(cuò)，裂縫可見深度1.0～1.8 m。隨后2條裂縫被封填。2014，2015年現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，被封填裂縫附近仍有斷續(xù)裂縫。西側(cè)為細(xì)小裂縫群，最長1條長約20 m、張開1～5 cm，下錯(cuò)2～5 cm；東側(cè)為2條斷續(xù)裂縫，長10～15 m、張開2～10 cm，局部下錯(cuò)15 cm?；虑熬壦恫粩喟l(fā)展，縱向上塌岸寬度約30 m?；轮泻蟛课匆娒黠@變形跡象。上述宏觀跡象顯示，水庫蓄水后，柴灣滑坡中下部復(fù)活，并持續(xù)緩慢發(fā)展。

由于水庫蓄水后柴灣滑坡變形明顯并持續(xù)發(fā)展，自2007年3月起，該滑坡被列入三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測點(diǎn)。監(jiān)測內(nèi)容包括地表位移、深部位移和地下水位。在滑坡上布置了東西2條監(jiān)測剖面，東西兩側(cè)剖面上各布設(shè)了3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，采用GPS監(jiān)測地表位移；東側(cè)剖面上還布設(shè)了3個(gè)深部位移和地下水監(jiān)測點(diǎn)，采用鉆孔傾斜儀和水位監(jiān)測儀分別測量深部位移和地下水位。

2.1 滑坡地表位移

2007～2015年的累計(jì)地表位移矢量顯示，滑坡西側(cè)中后部的BDT- 1點(diǎn)位移方向雜亂、量值小于45 mm，表明滑坡后部穩(wěn)定。其余各點(diǎn)累計(jì)位移方向與滑坡主滑方向基本一致。位于滑坡前部的BDT- 3點(diǎn)累計(jì)位移最大1 622 mm，量值最大；其余各點(diǎn)累計(jì)位移750～1 100 mm，呈現(xiàn)出從前部到中后部位移量逐漸減小趨勢，顯示滑坡具有牽引式分塊活動(dòng)特征。累計(jì)地表位移隨時(shí)間變化特征顯示，滑坡位移緩慢勻速增長，2007年6月、2009年6月、2012年6月和2015年6月，各點(diǎn)位移同步出現(xiàn)臺階狀增大特征(圖2)。

圖2 地表累計(jì)位移、庫水位、降雨隨時(shí)間變化曲線Fig.2 Variation of the accumulative surface displacement, reservoir water level and precipitation with time

2007年6月滑坡位移陡增時(shí)，該月降雨量331 mm，為當(dāng)年最大值。然而，2008年6月和2011年6月，降雨量分別為371 mm和314 mm，與2007年6月雨量基本相當(dāng)，滑坡位移并未明顯增大。這一現(xiàn)象說明，降雨可能并非滑坡位移陡增的主因。

地表位移與庫水位關(guān)系顯示，位移臺階式增大時(shí)段均出現(xiàn)在庫水位下降時(shí)段，但是滯后于庫水位降落時(shí)間，這顯然與庫水入滲滑體需要一定時(shí)間相關(guān)。2007年后，每年1月上旬至6月中旬，庫水位逐漸下降至145 m，其中5月中旬至6月中旬庫水位從155 m快速降落至145 m。對比2010至2015年每年5月20日～6月20日庫水位快速降至145 m前后的每日調(diào)度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，滑坡位移突然增大的2012年6月和2015年6月，庫水位降速超過0.6 m/d的累計(jì)天數(shù)最多；降速超0.8 m/d時(shí)的累計(jì)天數(shù)也明顯多于其它年份(表1)。這一特征說明庫水位降速增大可能是滑坡活動(dòng)加劇的直接原因，這也反映出柴灣滑坡對庫水位降速響應(yīng)敏感，進(jìn)而印證降雨不是滑坡活動(dòng)加劇的主要因素。

表1 2010～2015年庫水位快速降落天數(shù)

數(shù)據(jù)來源：中國長江三峽集團(tuán)公司官網(wǎng)，水情信息- 三峽上游水位。(http://www.ctgpc.com.cn)

2.2 滑坡深部位移

由于滑坡活動(dòng)顯著，大3、大1、大2等3個(gè)深部位移監(jiān)測孔先后于2007年5月、2008年6月和2008年9月失效。已有的深部位移監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在3層滑體分層界面附近位移明顯，盡管3層滑體內(nèi)部還出現(xiàn)數(shù)個(gè)變形帶，但在滑體分層接觸面的位移量相對較大，證實(shí)在3層滑體界面處發(fā)育淺、中層滑帶以及在滑體與滑床接觸處發(fā)育深層滑帶(圖3)。

大1、大2孔中，3層滑體內(nèi)部出現(xiàn)的變形帶可能與粉質(zhì)黏土透鏡體有關(guān)(圖1)。圖3清楚顯示，在3個(gè)鉆孔內(nèi)，沿著淺層和中層滑帶的位移均明顯大于深層主滑帶，且沿著淺層滑面的累積位移最大，沿中層滑面位移略小于前者，沿深層滑面位移量非常微小。即水庫蓄水后，柴灣滑坡沿著淺層和中層滑帶復(fù)活，且以沿著淺層滑帶的活動(dòng)相對最強(qiáng)，沿碎裂巖與基巖接觸面處主滑帶的復(fù)活跡象不明顯。比較同一時(shí)間3個(gè)鉆孔的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，滑坡沿各層滑面的位移，具有從前向后逐漸減小的趨勢，即滑坡前部大3孔內(nèi)沿各層滑面的位移均大于其后大2孔，大2孔內(nèi)沿各層滑面的位移大于其后大1孔，這一特征與滑坡地表位移完全一致，進(jìn)一步印證滑坡具有牽引式分塊活動(dòng)特征。

圖3 鉆孔深部位移曲線圖Fig.3 Variation of the accumulative subsurface displacement with depth measured using a borehole inclinometer

因大3孔監(jiān)測數(shù)據(jù)過少，故僅將大1、大2孔深部位移監(jiān)測的3層滑帶累計(jì)位移與同期庫水位對比分析。與地表位移特征類似，滑坡深部也具有持續(xù)緩慢增加、間歇性臺階式增大特征，深部位移的臺階式增大同樣發(fā)生在庫水位降落時(shí)段(圖4)。這也印證了滑坡活動(dòng)加劇與庫水位降落速率增大有密切關(guān)系?；碌乇砦灰坪蜕畈课灰乒餐尸F(xiàn)前部大、后部小的特征，一致反映了滑坡對庫水位變化響應(yīng)具有前部相對強(qiáng)烈、向后逐漸減弱的特征。

圖4 深部累計(jì)位移、庫水位隨時(shí)間變化曲線Fig.4 Variation in the accumulative subsurface displacement and reservoir water levels with time

3 滑坡活動(dòng)對庫水位變化響應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理

3.1 滑坡區(qū)地下水動(dòng)態(tài)與庫水位變化關(guān)系

滑坡地形和庫水位關(guān)系清楚顯示，175 m高程以下滑坡中前段滑體內(nèi)地下水與庫水存在密切的水力聯(lián)系。中前段活動(dòng)顯然是水庫蓄水及庫水位變化對滑坡影響的直接結(jié)果?；聟^(qū)地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)印證了滑坡中前段與庫水之間密切的水力聯(lián)系。

如圖5所示，位于滑坡中后部的大13孔內(nèi)，地下水位高程保持在210 m左右，地下水賦存于滑體碎裂巖中，水位略高于深層滑帶，其動(dòng)態(tài)不受庫水位變化影響。在監(jiān)測時(shí)段內(nèi)，地下水位變幅1～2 m，應(yīng)與降雨變化有關(guān)。位于滑坡中部大14孔內(nèi)的地下水位高程在2010年10月(水庫蓄水至175 m水位)之前保持在166 m左右，水位變幅1～3 m。這一時(shí)期該處地下水位變化也應(yīng)和降雨有關(guān)。當(dāng)庫水位高于166 m時(shí)，孔內(nèi)地下水位與庫水位幾乎同步變化。位于滑坡前部的大15孔，在2010年3月因滑坡活動(dòng)鉆孔被卡，監(jiān)測停止，但是前期監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，該處地下水位變化與庫水位變化完全同步，反映滑坡前部與庫水的水力聯(lián)系最為密切。

圖5 地下水位、庫水位隨時(shí)間變化曲線Fig.5 Variation in groundwater level and reservoir water levels with time

由于滑坡地下水動(dòng)態(tài)未進(jìn)行分層監(jiān)測，依照滑坡結(jié)構(gòu)，與庫水有水力聯(lián)系的大14、大15孔內(nèi)水位應(yīng)為多層含水層的混合水位。大14孔內(nèi)水位應(yīng)為中層和深層滑體內(nèi)地下水的混合水位，大15孔內(nèi)水位應(yīng)為淺、中、深3層滑體內(nèi)地下水的混合水位。由于淺、中、深層滑體分別具有較弱、較強(qiáng)和很強(qiáng)透水性，因此庫水位上升時(shí)，庫水首先滲入中、深層滑體內(nèi)，不僅造成地下水位上升，而且傳遞進(jìn)入的庫水壓力在起隔水作用的淺層、中層滑面上產(chǎn)生揚(yáng)壓力；在透水性較弱的淺層滑體內(nèi)，庫水入滲形成指向坡內(nèi)的動(dòng)水壓力，對滑坡活動(dòng)起抑制作用，但其量值可能遠(yuǎn)小于下層滑體內(nèi)水位快速上升產(chǎn)生的揚(yáng)壓力。因此，庫水位上升時(shí)，在揚(yáng)壓力作用下滑坡沿淺層、中層滑面持續(xù)活動(dòng)。因這一時(shí)段淺層滑體內(nèi)指向坡內(nèi)的動(dòng)水壓力對滑坡的抑制作用，所以其活動(dòng)略有減弱。庫水位下降時(shí)，滲透性極強(qiáng)的深層滑體內(nèi)地下水迅速排出，滲透性較強(qiáng)和較弱的中、淺層滑體內(nèi)，地下水位下降速率滯后于庫水位下降速率，進(jìn)而在淺、中層滑體內(nèi)形成指向坡外的動(dòng)水壓力，這一壓力促使淺層、中層滑體在庫水位下降時(shí)持續(xù)活動(dòng)。因淺層滑體滲透性弱于中層滑體，故而庫水位下降時(shí)淺層滑體內(nèi)的水力梯度大于中層滑體、動(dòng)水壓力高于中層滑體，致使淺層滑體的活動(dòng)性強(qiáng)于中層滑體。盡管岸邊滑坡剪出口以下滑床內(nèi)地下水的壓力水頭也可能受庫水位升降壓力影響，但由于滑床巖體滲透性微弱，所以滑床內(nèi)地下水在深層滑面未形成明顯揚(yáng)壓力，沿深層滑面無明顯活動(dòng)跡象?；卵販\層、中層滑帶的緩慢活動(dòng)可能與庫水位變化時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)壓力和動(dòng)水壓力量值不大有關(guān)。

3.2 滑坡區(qū)滲流場特征及其在滑坡中的作用

為了驗(yàn)證庫水位變化后滑坡區(qū)滲流場的變化特征及其在滑坡活動(dòng)中的作用，采用GeoStudio軟件中SEEP/W模塊模擬了滑坡區(qū)滲流場(圖6)。

計(jì)算參數(shù)以大14、大15孔中監(jiān)測水位的反演擬合為基礎(chǔ)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定(表2)。

表2 柴灣滑坡巖土水文地質(zhì)參數(shù)

模擬時(shí)間選取2006.9.5～2007.9.4和2011.8.1～2012.7.31，分別對應(yīng)2007年和2012年6月滑坡位移陡增時(shí)段。將庫水位變化情況按實(shí)際調(diào)度情況略作概化，確定2個(gè)時(shí)段的庫水位調(diào)度曲線A和B兩類(圖7)，考慮表3所列5種工況。模擬結(jié)果顯示，2006年9月后庫水位從135 m升至155 m過程中，淺層密

圖7 庫水位模擬曲線圖Fig.7 Variation in the reservoir water levels used for numerical simulation

實(shí)碎石土中水位抬升速率最慢，中層碎塊石土內(nèi)水位抬升速率次之，深層碎裂巖中水位抬升速度最快，淺層和中層滑帶底部均受到明顯的揚(yáng)壓力作用，量值分別為50～60 kPa和80～100 kPa(圖8a)。2007年2月庫水位從155 m降至145 m過程中，深層滑體內(nèi)地下水位快速下降，中層和淺層滑體內(nèi)水位降速較慢，在淺層和中層滑體內(nèi)形成指向坡外的動(dòng)水壓力，量值分別為5～10 kPa和4～7 kPa(圖8b)。

表3 數(shù)值模擬采用的庫水位升降工況

圖8 A類庫水位調(diào)度曲線下，滑坡區(qū)滲流場云圖Fig.8 Seepage field of the landslide following type A fluctuation of the reservoir water levels

2011年8月庫水位從145 m升至175 m過程中，滑坡同樣在淺層和中層滑帶底部受到揚(yáng)壓力作用，量值分別為10～60 kPa和110～150 kPa(圖9a)。庫水位從175 m以0.13 m/d速率緩慢初期，滑體內(nèi)水壓力從揚(yáng)壓力逐漸轉(zhuǎn)為動(dòng)水壓力，庫水位降至159 m時(shí)，滑體內(nèi)地下水位線較平穩(wěn)，動(dòng)水壓力量值很小，不足1 kPa(圖9b)。當(dāng)庫水位從159 m快速降至145 m過程中，深層滑體內(nèi)地下水位迅速下降，中層、淺層滑體內(nèi)地下水位下降緩慢，形成指向坡外的動(dòng)水壓力，此時(shí)，淺層滑體和中層滑體內(nèi)動(dòng)水壓力量值分別為15～45 kPa和8～20 kPa(圖9c)。

圖9 B類庫水位調(diào)度曲線下，滑坡滲流場云圖Fig.9 Seepage field of the landslide following type B fluctuation of the reservoir water level

上述模擬結(jié)果印證了文中基于地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)推測的滑坡活動(dòng)對庫水位變化響應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。因此，水庫環(huán)境中，復(fù)雜結(jié)構(gòu)滑坡對庫水位變化的響應(yīng)特征受制于滑體分層特征及其滲透性的差異程度。數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，庫水位升降后，柴灣滑坡內(nèi)產(chǎn)生的揚(yáng)壓力和動(dòng)水壓力量值較低，因此滑坡活動(dòng)呈現(xiàn)緩慢低速特征。

4 結(jié)論

(1)柴灣滑坡具有三層滑體結(jié)構(gòu)，各層滑體滲透性差異明顯。三峽水庫蓄水后，滑坡復(fù)活呈現(xiàn)中前部牽引式分塊、中淺層分層的緩慢活動(dòng)特點(diǎn)。

(2)柴灣滑坡活動(dòng)對庫水位變化的響應(yīng)特征為：水位降速<0.8 m/d時(shí)，無論水位升降，均持續(xù)緩慢活動(dòng)；水位降速>0.8 m/d時(shí)，活動(dòng)速率呈現(xiàn)滯后的臺階式增大。滑坡前部及滑坡淺層對庫水位變化最敏感。

(3)各層滑體物質(zhì)滲透性差異是決定滑坡活動(dòng)對庫水位變化響應(yīng)特征的根本因素。庫水位上升期間，淺層、中層滑帶底部的揚(yáng)壓力是造成滑坡淺層、中層滑體持續(xù)活動(dòng)的主要?jiǎng)恿?；庫水位下降期間，淺層、中層滑體內(nèi)的動(dòng)水壓力是促使這兩層滑體持續(xù)活動(dòng)的主要?jiǎng)恿Α；聝?nèi)揚(yáng)壓力和動(dòng)水壓力量值較低是滑坡呈現(xiàn)緩慢活動(dòng)的主要原因。

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責(zé)任編輯：張明霞

Activity response of a landslide with complex structure to fluctuation of reservoir water level:a case study of the Chaiwan landslide in the Three Gorges Reservoir

XIANG Jiasong1, WEN Baoping1, CHEN Ming2, WANG Shuihua2

(1.SchoolofWaterResourcesandEnvironment,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China;2.HubeiInstituteofHydrogeologyandEngineeringGeology,Jingzhou,Hubei434020,China)

The Chaiwan landslide is a large and complex landslide in the Three Gorges Reservoir area. The landslide is composed of three kinds of materials and develops three slip zones along the contacts among the materials and along the contact between the landslide and the bed rock. The materials of the landslide from top to bottom are very dense coarse soil with some silt and clay with low hydraulic conductivity, dense and coarse soil with higher hydraulic conductivity and very loose cataclastic rocks with the highest hydraulic conductivity, respectively. Reactivation of the landslide was observed since the operations of the Three Gorges Reservoir. Response of the Chaiwan landslide to water level fluctuation of the Three Gorges Reservoir is explored in this study based on the structure of the landslide and field monitoring data from 2007 to 2015. Variation in pore water pressure within the landslide during filling and drawdown of the reservoir was simulated using the Seep/W code. The results show that the landslide is under a slow movement with about constant rate and a retrogressive movement pattern and along the upper and middle slip zones during both the filling and drawdown periods of the reservoir, while the movement rate of the landslide suddenly increases when the drawdown rate of the reservoir is greater than 0.8 m/d. The upper and lower parts of the landslide are the most sensitive to the reservoir water fluctuation. The movement pattern of the landslide is due to itself complex structure and great difference in hydraulic conductivity of the materials. The continuously slow movement of the landslide during both the filling and drawdown periods of the reservoir is attributed to the uplift pressure during the filling period occurred within the middle and lower materials of the landslide where the hydraulic conductivity and seepage pressure is high to very high during the drawdown period generated within the upper and middle materials where hydraulic is lower than that of the lower material.

Multi- layered hydrogeological structure; retrogressive movement; uplift pressure; seepage pressure

10.16030/j.cnki.issn.1000- 3665.2017.04.11

2017- 02- 08;

2017- 03- 15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(41372305)

向家松(1986- )，男，博士研究生,研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害分析評價(jià)與防治。

文寶萍(1962- )，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榛滦纬蓹C(jī)理、預(yù)測預(yù)報(bào)以及巖土體變形破壞理論。 E- mail：wenbp@cugb.edu.cn

P642.21

A

1000- 3665(2017)04- 0071- 07