水庫(kù)庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀綜述

李林剛

(重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶 400074)

1 引言

水庫(kù)庫(kù)岸滑坡災(zāi)害是水庫(kù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中重要的災(zāi)害類型，滑坡堵江以及對(duì)沿江航道產(chǎn)生嚴(yán)重影響事件屢見(jiàn)不鮮。水庫(kù)庫(kù)岸涉水滑坡既會(huì)受到庫(kù)水位周期性升降作用導(dǎo)致坡體內(nèi)滲流條件發(fā)生變化，又會(huì)因?yàn)槠渌禄w受到庫(kù)水位長(zhǎng)期浸泡而軟化，其失穩(wěn)概率會(huì)有所增加。

本文綜合分析了國(guó)內(nèi)外重要水庫(kù)庫(kù)岸滑坡地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀。從水庫(kù)庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀方面闡述了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，最后介紹了對(duì)水庫(kù)庫(kù)岸滑坡研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

2 庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀

在對(duì)水庫(kù)庫(kù)岸或河岸滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，一般都是根據(jù)滑坡的地質(zhì)地形條件，結(jié)合滑坡的本質(zhì)特性，確定所采用滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算方法來(lái)判別其是否穩(wěn)定。如今，常用的判別滑坡穩(wěn)定性的方法有：

2.1 定性判別法

定性判別法主要有圖解法、自然歷史分析法、數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)、工程地質(zhì)類比法、邊坡巖體質(zhì)量的最終得分法等。定性判別法主要是綜合考慮可能導(dǎo)致滑坡的各種因素，從而對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是對(duì)于結(jié)果由于判別者主觀性較強(qiáng)，不同的滑坡有不同的特性，在實(shí)際應(yīng)用中過(guò)程中，存在較大的差異，所以這類判別方法在實(shí)際工程中的使用越來(lái)越少。

2.2 定量判別法

如今，極限平衡分析法、數(shù)值分析法兩種方法是定量判別法的常用方法。

在定量分析法中極限平衡分析法是目前出現(xiàn)最早的方法之一，經(jīng)過(guò)研究人員的不斷努力和探索，極限平衡分析法得到了很大的發(fā)展，在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。常用的計(jì)算方法有：Jaubu法、瑞典條分法、Spencer法、Bishop法、傳遞系數(shù)法、楔體極限平衡分析法等[1]。極限平衡法相對(duì)簡(jiǎn)單、直觀，用此方法對(duì)邊坡進(jìn)行評(píng)價(jià)得出的結(jié)論相對(duì)可靠。但在實(shí)際的運(yùn)用中也存在著許多的不足。

在岸坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析領(lǐng)域中極限平衡分析法也適用，鄭穎人等[2]根據(jù)岸坡區(qū)域的水位變化情況來(lái)確定岸坡巖土體內(nèi)的地下水浸潤(rùn)線自由面，利用極限平衡分析法進(jìn)行岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

然而該方法在實(shí)際工程應(yīng)用和理論計(jì)算方面仍然存在幾個(gè)問(wèn)題：(1)目前，在庫(kù)水位發(fā)生周期性或無(wú)規(guī)律性升降變化時(shí)，滑坡巖土體內(nèi)的滲流場(chǎng)以及浸潤(rùn)線變化的求解理論依據(jù)不足，同時(shí)也沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的真實(shí)資料支持，導(dǎo)致對(duì)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和庫(kù)區(qū)邊坡加固設(shè)計(jì)過(guò)于保守，不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)嚴(yán)重。(2)對(duì)于庫(kù)水驟降和暴雨誘發(fā)滑坡的機(jī)理的全面解釋，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)滑坡體的滲透系數(shù)和含水量的變化估算庫(kù)水位變化時(shí)浸潤(rùn)線的升降高度。(3)在計(jì)算滑坡體內(nèi)孔隙水壓力時(shí)，隨著周邊水壓力、滲透力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不清楚，土重度、土條側(cè)向的水壓力的數(shù)值各異，導(dǎo)致在進(jìn)行析時(shí)不僅要考慮靜水壓力，還要考慮滲透力。

數(shù)值分析法隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展，目前常用的數(shù)值計(jì)算方法有離散元法、有限元法、數(shù)值流形元法、快速拉格朗日分析法、有限元強(qiáng)度折減法及各種藕合分析法等。

由于庫(kù)水位不斷變化，而且天氣也不是固定不變，降雨量也在發(fā)生變化，在采用數(shù)值分析法進(jìn)行庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定性分析時(shí)，通常采用藕合分析的方法來(lái)考慮水的變化等影響因素的影響，所得結(jié)果可作參考。這種分析方法有發(fā)展?jié)摿?，但是藕合分析機(jī)制還有很大的提升空間。

2.3 物理模擬法

通過(guò)不同的模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)來(lái)了解邊坡變形破壞機(jī)理、評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性，在實(shí)際問(wèn)題中常常采用。該方法不僅能夠考慮一些通常難以考慮到的各種因素，還能夠結(jié)合工程實(shí)際條件，在較精確的試驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)設(shè)備條件下，能夠得到較好的結(jié)果。但其試驗(yàn)周期長(zhǎng)，試驗(yàn)花費(fèi)大，一般在中、小工程中很少使用，普及困難。而模型試驗(yàn)中的模型和原型各個(gè)方面均存在一些問(wèn)題，因此模型試驗(yàn)一般進(jìn)行定性研究，對(duì)于定量研究目前還存在較大的問(wèn)題。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法是對(duì)具體的水庫(kù)庫(kù)岸或河道岸坡滑坡進(jìn)行觀察和測(cè)量，監(jiān)測(cè)其破壞變形發(fā)展規(guī)律及破壞機(jī)理，根據(jù)其實(shí)際變形破壞情況來(lái)選用恰當(dāng)?shù)姆乐未胧3]。我國(guó)目前在三峽庫(kù)區(qū)泄灘滑坡、清江茅坪滑坡、龍羊峽近壩庫(kù)岸滑坡等地應(yīng)用了監(jiān)測(cè)法研究庫(kù)岸滑坡穩(wěn)定性，取得了一定的監(jiān)測(cè)結(jié)果。但是此過(guò)程耗費(fèi)大量時(shí)間、勞動(dòng)力和物資，所以監(jiān)測(cè)法只能針對(duì)重點(diǎn)工程領(lǐng)域，很難普及。

3 水庫(kù)庫(kù)岸滑坡研究方向和發(fā)展趨勢(shì)

在水庫(kù)庫(kù)岸或河岸滑坡的穩(wěn)定性分析中，水是一個(gè)特別重要的因素，但是如何將水對(duì)岸坡的作用進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，同時(shí)岸坡中的水和岸坡本身巖土體受到的力是如何相互作用導(dǎo)致岸坡穩(wěn)定性變化是目前岸坡穩(wěn)定分析的一個(gè)難題，從不同的角度出發(fā)通常會(huì)得到不同的公式和結(jié)果[4]，因此希望能在以后的研究中對(duì)水與力的耦合分析進(jìn)行更為深入的研究。

水庫(kù)庫(kù)岸滑坡研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，尤其是在滑坡運(yùn)動(dòng)機(jī)理和其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的數(shù)值模擬方面，但目前仍然存在一些難點(diǎn)和問(wèn)題，目前邊坡穩(wěn)定性研究由于巖土的測(cè)試技術(shù)的局限性，導(dǎo)致用于分析岸坡穩(wěn)定性構(gòu)造的地質(zhì)模型與實(shí)際情況存在一定的誤差，所以在后期的分析中即使使用的方法再精確，計(jì)算精度再高，也是空中樓閣。因此巖土測(cè)試技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)是邊坡穩(wěn)定性研究的當(dāng)務(wù)之急。