岸坡消落帶巖體劣化的新生型滑坡(崩塌)隱患演化模式研究*

張 鵬 張森林 黃波林 王 勛 郭 健 代貞偉 鄭嘉豪 閆國強

(①三峽大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)湖北省重點實驗室， 宜昌 443002， 中國)

(②三峽大學(xué)湖北長江三峽滑坡國家野外觀測站， 宜昌 443002， 中國)

(③重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局107地質(zhì)隊， 重慶 401120， 中國)

(④中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心， 武漢 433000， 中國)

(⑤中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院， 武漢 430074， 中國)

0 引 言

三峽水利樞紐工程是世界上最大的水利工程，三峽庫區(qū)歷來是地質(zhì)災(zāi)害隱患較為集中的區(qū)域，庫水位的變化造成庫岸兩側(cè)巖體形成兩條平行的岸坡消落帶(劉春等， 2004)。消落帶巖體在各種不利條件綜合作用下劣化現(xiàn)象明顯是庫岸邊坡較為脆弱的地方。劣化隨著時間進一步加劇，極易誘發(fā)庫岸邊坡產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。如1961年湖南省的資水柘溪水庫發(fā)生的順層基巖滑坡(肖詩榮等， 2010)、2003年三峽庫區(qū)秭歸縣千將坪滑坡(侯珍珠等， 2019； 李會中等， 2006a，2006b)、2008年的巫峽龔家方崩塌(黃波林， 2014)、2014年秭歸縣杉樹槽滑坡(王鳴等， 2015)、以及箭穿洞危巖體的變形、破壞(張枝華等， 2018)等都與水庫消落帶巖體劣化相關(guān)(劉廣寧等， 2017)。消落帶的巖體劣化間接關(guān)系到庫區(qū)廣大人民生命及財產(chǎn)安全，因此查明岸坡巖體劣化形成的新生型滑坡(崩塌)的演化模式對水庫巖質(zhì)岸坡穩(wěn)定性評價具有重要的意義。

在水庫周期性漲落的條件下，一方面岸坡消落帶巖體的孔隙水壓會發(fā)生循環(huán)變化，另一方面周期性的干濕交替進一步加快了巖體的風(fēng)化速度也加劇了巖體的風(fēng)化程度，同時這種風(fēng)化產(chǎn)生的效果會逐漸積累，也許前期的變化并不顯著，但其影響是存在的，隨著時間的推移損傷效應(yīng)就可能會集中凸顯出來，使邊坡向著不穩(wěn)定的方向發(fā)展(尹宏磊等， 2008； 鄧華鋒等， 2017)。

國內(nèi)外許多專家和學(xué)者對庫岸邊坡巖體進行了大量研究。王燦等(2020)認(rèn)為三峽庫區(qū)神農(nóng)溪段巖體劣化對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響愈發(fā)凸顯，該段巖體劣化的表現(xiàn)形式為節(jié)理裂隙的發(fā)育，溶蝕凹腔和巖體表層剝落3種。王士天等(1997)認(rèn)為在庫水位波動及動水壓力長期作用下，消落帶巖體的穩(wěn)定性會發(fā)生不同程度的降低。肖捷夫等(2020)認(rèn)為庫水漲落的越快滑坡產(chǎn)生的變形越大，且?guī)焖幌陆翟斐傻倪吰伦冃芜h(yuǎn)比庫水上升帶來的影響更加明顯。劉廣寧(2018)認(rèn)為巖體在干-濕循環(huán)條件下強度和耐崩解性不斷降低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會向著不穩(wěn)定的方向發(fā)展，進一步表明了消落帶巖體強度受庫水影響明顯。

閆國強等(2020)對三峽庫區(qū)巫峽段灰?guī)r岸坡巖體進行了多次的飽和-風(fēng)干劣化試驗，查明巖體強度劣化情況并建立了基于核衰變的劣化控制方程。Li et al. (2020)認(rèn)為在干濕交替條件下巖體劣化，抗剪強度變化主要受控于水的潤滑作用，主要表現(xiàn)在巖石摩擦角的變化。Sun et al. (2018)通過試驗證明在含有碳酸鹽/赤鐵礦填充的巖樣中，膠結(jié)物顆粒對巖體劣化有著顯著作用。Gupta et al. (2007)認(rèn)為碳酸鹽巖的耐崩解性主要受控于巖石的密度，孔隙度和結(jié)構(gòu)而與水的pH值沒有直接的相關(guān)性。Huang et al. (2018)，Paronuzzi et al. (2013)，Miao et al. (2016)，Gutierrez et al. (2010)都發(fā)文說明了庫水作用是影響岸坡失穩(wěn)的重要因素。

以往對消落帶巖體的研究多針對特定區(qū)域內(nèi)巖體劣化與某些因素的相關(guān)性，對庫區(qū)宏觀上的總結(jié)與探討較少，本研究通過大量野外觀測資料和室內(nèi)分析工作，系統(tǒng)總結(jié)了三峽庫區(qū)秭歸至巴東段岸坡消落帶巖體劣化的類型以及滑坡隱患點的演化模式。為三峽庫區(qū)岸坡預(yù)測預(yù)警與防治提供技術(shù)支持。

1 研究區(qū)巖體劣化發(fā)育現(xiàn)狀

三峽庫區(qū)秭歸至巴東段岸坡是秭歸縣和巴東縣長江主河道沿線，地處長江三峽腹地，由上游巴東流向下游秭歸。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，九畹溪斷裂、仙女山斷裂，秭歸向斜、黃陵背斜等地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育致使區(qū)內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)極為破碎，是三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的生態(tài)功能區(qū)。區(qū)內(nèi)巖性組合為泥巖、泥質(zhì)頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、碳酸鹽巖及部分煤層和黏土層。通過對研究區(qū)岸坡消落帶實地考查，區(qū)內(nèi)岸坡消落帶巖性為碳酸巖鹽及碎屑巖，由西向東依次出露的地層為侏羅系(J)、三疊系(T)、二疊系(P)、石炭系(C)、泥盆系(D)、志留系(S)、奧陶系(O)、寒武系(∈)、震旦系(Z)、南華系(Nh)。區(qū)內(nèi)除缺失志留系上統(tǒng)(S2)、泥盆系下統(tǒng)(D1)、石炭系上統(tǒng)(C2)和第三系(N)地層外，從前震旦系(Zt)至第四系(Q)地層均有出露，總體上以黃陵結(jié)晶巖為界，向東、西兩側(cè)地層逐漸變新。

三峽庫區(qū)蓄水后，長江干流兩岸均受有不同程度的劣化現(xiàn)象。在秭歸至巴東峽谷段岸坡消落帶巖體劣化現(xiàn)象明顯，且不同區(qū)段劣化表現(xiàn)出顯著差異性。根據(jù)野外調(diào)查與室內(nèi)分析，研究區(qū)岸坡消落帶巖體劣化主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)面松動、巖體斷裂、巖體表面剝落、表層沖蝕溶蝕孔洞、機械剝蝕等。因此，根據(jù)地層巖性，岸坡結(jié)構(gòu)以及破壞的方式將研究區(qū)消落帶巖體劣化分為碳酸鹽巖與碎屑巖兩大類共計7種類型，碳酸鹽巖類巖體劣化類型表現(xiàn)為溶蝕(潛蝕)型、裂縫顯化與擴張型、機械侵蝕型； 碎屑巖類巖體劣化類型主要表現(xiàn)為松動(剝落)型、沖蝕(磨蝕)型、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂型及軟硬相間侵蝕型，如表1 所示。

表1 研究區(qū)巖體劣化類型統(tǒng)計表

長江左岸劣化帶分區(qū)：L1→L88，共計88段劣化分段帶； 長江右岸劣化帶分區(qū)：R1→R81，共計81段劣化分段帶，研究區(qū)共計劣化分段帶169段。其中以松動/剝落型的劣化類型最為發(fā)育，左岸25處，右岸15處，共計40段，總長度為26.4km占總劣化區(qū)的22.5%。沖蝕/磨蝕型次之左岸16段，右岸11段，共計27段，總長度為15.3km占總劣化區(qū)的13.0%。其中左岸存在的滑坡(崩塌)隱患點有68處，占研究區(qū)左岸劣化區(qū)的77.3%，右岸存在的滑坡(崩塌)隱患點有54處，占研究區(qū)右岸劣化區(qū)的66.7%，共計122處滑坡(崩塌)隱患點，占研究區(qū)總劣化帶的72.2%。劣化類型及滑坡隱患點的分布詳細(xì)分布見圖2。

圖1 三峽庫區(qū)秭歸至巴東段地形地貌及沿長江主干道地質(zhì)剖面概要圖

圖2 研究區(qū)岸坡消落帶巖體劣化類型及隱患點分布圖

2 研究區(qū)潛在滑坡隱患點發(fā)育特征及野外識別

2.1 碳酸鹽巖類岸坡消落帶巖體劣化的潛在滑坡隱患點發(fā)育特征及野外識別

2.1.1 基座碎裂壓潰型崩塌隱患點發(fā)育特征及野外識別

基座碎裂壓潰型潛在崩塌隱患點的地形大部分以陡坡為主，甚至是近直立岸坡。溶蝕/潛蝕致使岸坡消落帶巖體中發(fā)育大量的沿節(jié)理裂隙和層面的溶隙、溶槽及不等規(guī)模的溶孔，使岸坡消落帶巖體結(jié)構(gòu)面急劇增多，巖體質(zhì)量嚴(yán)重下降，形成卸荷作用致使上部極易出現(xiàn)卸荷裂隙，進一步發(fā)育形成危巖體地質(zhì)災(zāi)害。

基座碎裂壓潰型典型潛在崩塌隱患點發(fā)育特征如圖3 所示。隱患點的巖層大多為緩傾構(gòu)造、塔柱狀岸坡結(jié)構(gòu)，坡度較陡近直立，其發(fā)育特征受控于庫岸的地形及地貌。部分潛在崩塌隱患點下部軟弱基座輕微內(nèi)凹，為危巖體的形成提供了臨空條件。其次，在地質(zhì)構(gòu)造方面，研究區(qū)內(nèi)巖體應(yīng)力集中，坡體內(nèi)部巖體擠壓，構(gòu)造裂隙發(fā)育且多為縱張性，應(yīng)力越集中，裂隙的貫通性和張開度越好。再者，地層巖性方面，基座碎裂壓潰型潛在崩塌隱患點巖性構(gòu)成主體為泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r； 頂部為白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r； 基座為礫屑、砂屑灰?guī)r，為接觸式膠結(jié)，膠結(jié)物為泥鈣質(zhì)，且層間具條帶狀構(gòu)造，為軟弱夾層，極易被水淘蝕，上軟下硬的巖性組合提供了危巖體的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖3 基座碎裂壓潰型潛在崩塌隱患點發(fā)育特征圖(鏡頭方向NE20°)

2.1.2 基座掏空傾倒型崩塌隱患點發(fā)育特征及野外識別

基座掏空傾倒型崩塌隱患點的發(fā)育與研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖類岸坡巖體發(fā)生的溶蝕/潛蝕及裂縫顯化與擴張等劣化現(xiàn)象密切相關(guān)。在長期機械侵蝕和化學(xué)溶蝕作用下，消落帶巖體結(jié)構(gòu)面及其軟弱層會進一步受損，機械沖刷會使節(jié)理裂隙進一步加寬變深，消落帶上的巖體在自身重力作用下極易發(fā)生傾倒破壞，形成基座掏空型的潛在崩塌隱患點。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的基座掏空傾倒型崩塌隱患點主要以不穩(wěn)定斜坡為主，少量發(fā)育潛在危巖體，其發(fā)育規(guī)模均較小，形態(tài)大多以簸箕形居多。其劣化程度受控于岸坡結(jié)構(gòu)、岸坡地層巖性及內(nèi)外動力條件等。研究發(fā)現(xiàn)消落帶的巖體與非消落帶的巖體相比劣化特征表現(xiàn)在岸坡消落帶裂縫數(shù)量上增多，裂縫寬度普遍增大，裂縫跡長普遍增加，進而使結(jié)構(gòu)面貫通。形成的典型潛在滑坡隱患點如圖4。

圖4 基座掏空傾倒型潛在崩塌隱患點發(fā)育特征圖(鏡頭方向NE60°)

2.1.3 順向滑移型滑坡隱患點演化與發(fā)育特征及野外識別

順向滑移型潛在滑坡隱患點多以順向、斜順向岸坡為主，巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖等硬質(zhì)巖為主，部分岸坡坡度較緩。這類滑坡隱患點淺表層巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育，經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)面或裂縫變寬、變深的現(xiàn)象。在長期的庫水位波動及內(nèi)動力作用下，部分岸坡消落帶巖體沿層面順向滑移，落入江內(nèi)。經(jīng)野外調(diào)查與室內(nèi)分析，這類巖體劣化為主的潛在滑坡隱患點以順向滑移型潛在不穩(wěn)定斜坡為主，典型的滑坡隱患點如圖5。

圖5 順向滑移型潛在滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀圖(鏡頭方向NW20°)

2.2 碎屑巖類岸坡消落帶巖體劣化的潛在滑坡隱患點演化與發(fā)育特征及野外識別

2.2.1 軟硬相間坍(崩)塌型滑坡隱患點識別與發(fā)育特征及野外識別

軟硬相間坍(崩)塌型滑坡隱患點發(fā)育規(guī)模主要以小型為主。其發(fā)育特征與岸坡消落帶的地層巖性及內(nèi)外動力條件密切相關(guān)。當(dāng)碎屑巖類岸坡消落帶以軟巖(泥頁巖)和硬巖紫紅色砂巖交替出露時，泥頁巖作為夾層遇水極易發(fā)生軟化，在動水作用下發(fā)生掏空剝蝕，致使薄至中厚層的砂巖沿著層面發(fā)生脫落，從而使岸坡巖體劣化。長期的水動力作用使軟巖進一步軟化，硬巖層失去支撐作用被迫開裂，形成次生節(jié)理，當(dāng)垂直于巖層層面的節(jié)理裂隙貫通后，逐漸形成多條平行于坡面或垂直于巖層走向的卸荷裂隙，進而演化為潛在滑坡隱患點。這類滑坡隱患點主要受控于消落帶軟硬相間巖性的碎屑巖岸坡結(jié)構(gòu)，其演化為災(zāi)害的類型主要以坍(崩)塌為主如圖6。

圖6 軟硬相間坍(崩)塌型滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀圖(鏡頭方向SE60°)

2.2.2 視傾向楔形滑動型滑坡隱患點演化與發(fā)育特征及野外識別

視傾向楔形滑動型滑坡隱患點的地質(zhì)災(zāi)害類型以不穩(wěn)定斜坡為主。其發(fā)育的消落帶岸坡結(jié)構(gòu)為順向、斜順向。巖性多以軟硬相間巖層為主。軟巖在庫水位波動下，發(fā)生軟化，在長期的水動力作用下，產(chǎn)生沖蝕磨蝕、松動剝落、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂等碎屑巖類巖體劣化現(xiàn)象。軟巖及崩解的塊體在水位波動和浪蝕作用下極易被沖刷搬運走，留下大量沖蝕孔洞，進而形成卸荷裂隙及后緣拉張裂縫。前緣硬巖層逐漸形成臨空面，且極易發(fā)育兩組深切巖層的節(jié)理裂隙，致使坡體逐步形成與原巖分離的楔形體，發(fā)生卸荷作用后，上部坡體逐漸失穩(wěn)，形成楔形滑面，在自身重力作用下逐步貫通軟弱層形成滑帶，從而發(fā)生楔形滑動。典型視傾向楔形滑動型潛在滑坡隱患點的發(fā)育現(xiàn)狀如圖7。這類滑坡隱患點的失穩(wěn)演化過程主要表現(xiàn)為巖層結(jié)構(gòu)面發(fā)生開裂-結(jié)構(gòu)面貫通-楔形面形成-滑移。

圖7 視傾向楔形滑動型滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀圖(鏡頭方向NE45°)

2.2.3 順向滑移型滑坡隱患點演化與發(fā)育特征及野外識別

順向滑移型滑坡隱患點巖性以泥質(zhì)砂巖及泥頁巖互層為主，在順向、斜順向岸坡中，軟巖遇水極易發(fā)生軟化卸荷，在水流淘蝕和自身重力作用下硬巖即沿層面發(fā)生向下滑動、剝落，從而形成岸坡巖體劣化現(xiàn)象，進一步發(fā)育即會形成潛在順向滑移型滑坡隱患點。這類隱患點主要發(fā)育于松動/剝落型的碎屑巖類岸坡巖體劣化帶中，發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型以不穩(wěn)定斜坡為主，以小規(guī)模為主。岸坡結(jié)構(gòu)多以順向、斜順向岸坡為主，且多伴隨著軟硬相間巖層，軟巖在庫水位波動下，發(fā)生軟化，硬巖層形成卸荷作用后，沿著節(jié)理面發(fā)生開裂-松動-滑移等現(xiàn)象。通過野外實地調(diào)查與室內(nèi)航遙數(shù)據(jù)對比分析，順向滑移型滑坡隱患點主要表現(xiàn)特征為坡面有大小不均的塊體，以紫紅色砂巖為主，可見沖蝕孔洞，節(jié)理貫通性好，坡體巖性大部分為薄層-厚層砂巖夾薄層泥頁巖，坡面局部可見第四系堆積物，部分硬巖塊體有沿層面向下滑動的趨勢。典型碎屑巖類順向滑移型滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀如圖8。

圖8 順向滑移型滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀圖(鏡頭方向NW30°)

2.2.4 逆向傾倒型滑坡隱患點發(fā)育特征及野外識別

逆向傾倒型滑坡隱患點與沖蝕/磨蝕型、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂型的碎屑巖類岸坡巖體劣化及岸坡巖性、結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。研究區(qū)內(nèi)大量出露砂巖夾泥頁巖互層，泥頁巖作為岸坡中的軟弱層，其遇水極易發(fā)生軟化，在水流淘蝕作用下發(fā)生掏空剝蝕，致使中厚層的砂巖沿著原生結(jié)構(gòu)面發(fā)生崩解塊裂，從而使岸坡巖體發(fā)生結(jié)構(gòu)面崩解塊裂型劣化現(xiàn)象。長期的庫水位波動及水動力作用下，軟巖(泥頁巖)軟化并隨水流被沖刷搬運，留下大量沖蝕/磨蝕孔洞，為硬巖層提供了形成潛在不穩(wěn)定斜坡的必要條件——臨空面，在結(jié)構(gòu)面崩解塊裂作用下，硬巖層(如中厚層的砂巖)發(fā)生開裂，形成次生節(jié)理(垂直于層面的結(jié)構(gòu)面逐漸發(fā)育)，逐步貫通，進而使巖體發(fā)生卸荷作用，產(chǎn)生剝落掉塊、傾倒等現(xiàn)象。大部分岸坡結(jié)構(gòu)為逆向岸坡，坡體巖性主要為砂巖夾泥頁巖。典型逆向傾倒型潛在滑坡隱患點發(fā)育現(xiàn)狀如圖9 所示。

圖9 典型逆向傾倒型潛在滑坡隱患發(fā)育現(xiàn)狀圖(鏡頭方向NE20°)

3 研究區(qū)巖體劣化的潛在滑坡隱患點演化模式

根據(jù)研究區(qū)岸坡消落帶巖體劣化類型的調(diào)查與分析結(jié)果，結(jié)合結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征，岸坡結(jié)構(gòu)，巖性結(jié)構(gòu)及邊界特征系統(tǒng)總結(jié)了以下幾種潛在巖體劣化的新生型滑坡(隱患)災(zāi)害演化模式。

3.1 碳酸鹽巖類岸坡消落帶巖體劣化的潛在滑坡隱患點演化模式

3.1.1 基座碎裂壓潰型

基座碎裂壓潰型演化模式潛在崩塌隱患點以溶蝕潛蝕、裂隙擴展型為主，大型結(jié)構(gòu)面/控制性結(jié)構(gòu)面發(fā)育形成邊界，岸坡結(jié)構(gòu)多為逆向岸坡或平緩層狀岸坡，巖體結(jié)構(gòu)類型大多為塊狀結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)或碎裂結(jié)構(gòu)或散體結(jié)構(gòu)或軟硬相間結(jié)構(gòu)。這類潛在滑坡隱患點的基座發(fā)育了大量溶溝、溶槽、溶隙及溶洞，在降雨或其他外力作用觸發(fā)下，穩(wěn)定性較差的巖體將會沿著溶蝕裂隙和卸荷裂隙逐漸解體，進而發(fā)生坍(崩)塌或滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。概化模式示意圖如圖10 所示。

圖10 基座碎裂壓潰模式

3.1.2 基座掏空傾倒型

基座掏空傾倒型演化模式的潛在崩塌隱患點巖體劣化類型以裂縫顯化與擴張型、機械沖刷為主，大型外傾或陡立結(jié)構(gòu)面/控制性結(jié)構(gòu)面發(fā)育，岸坡結(jié)構(gòu)多為逆向岸坡或平緩層狀岸坡。基座巖體在庫水長期的浸泡和淘蝕作用下，軟弱的巖體發(fā)生軟化、泥化最后被水流帶走，導(dǎo)致基座被掏空，形成形狀不一的侵蝕裂隙和侵蝕凹腔，裂隙和凹腔形成使巖體下部整體性遭到破壞，難以承受上部巖體的重量，在水位消退后，失去了水的側(cè)向壓力，巖體上部就產(chǎn)生了拉張裂隙，一旦形成了江水涌進巖體內(nèi)部的通道，這種劣化類型就會進一步加速發(fā)育，當(dāng)拉張裂隙進一步發(fā)育貫通后消落帶岸坡就會發(fā)生局部坍(崩)塌破壞。概化模式示意圖如圖11 所示。

圖11 基座掏空模式

3.1.3 順向滑移型

順向滑移型演化模式的潛在滑坡隱患點巖體劣化類型主要為溶蝕潛蝕型、裂縫顯化與擴張和機械侵蝕型，岸坡結(jié)構(gòu)多為順向岸坡或斜順向岸坡，層面發(fā)育在長期的庫水位波動下，發(fā)生沖蝕、淘蝕。碳酸巖鹽類岸坡會發(fā)生溶蝕潛蝕等溶蝕作用，長年累月順向?qū)用姹惶涂?，逐步發(fā)育大量沿層面和垂直于層面的節(jié)理裂隙，完整的巖體被新生的垂直于層面的裂隙切割，被裂隙切割的巖體或者局部失穩(wěn)巖體在自身重力及浪蝕等作用下發(fā)生沿層面向庫區(qū)滑動。主要發(fā)生在順向和斜順向的巖質(zhì)岸坡區(qū)域。概化模式示意圖如圖12 所示。

圖12 順向滑移型模式

3.2 碎屑巖類岸坡消落帶巖體劣化的潛在滑坡隱患點形式

3.2.1 軟硬相間坍(崩)塌型

軟硬相間坍(崩)塌型演化模式的潛在滑坡隱患點巖體劣化類型主要為軟硬相間侵蝕型。隨機結(jié)構(gòu)面發(fā)育，岸坡結(jié)構(gòu)多為順向岸坡或斜順向岸坡或逆向岸坡，巖體結(jié)構(gòu)類型大多為層狀軟硬相間結(jié)構(gòu)。坡體內(nèi)的軟巖(泥頁巖)在長期的庫水位波動下，發(fā)生軟化卸荷，層間的硬巖(砂巖)發(fā)生斷裂破碎，節(jié)理裂隙逐步發(fā)育，逐漸形成貫通的垂直層面的卸荷裂隙。主要發(fā)生在巖質(zhì)軟硬相間的岸坡的較陡區(qū)域。概化模式示意圖如圖13 所示。

圖13 軟硬相間坍(崩)塌模式

3.2.2 視傾向楔形滑動型

視傾向楔形滑動型演化模式的潛在滑坡隱患點巖體結(jié)構(gòu)類型大多為層狀結(jié)構(gòu)，在長期的庫水位作用下，視傾向岸坡消落帶巖體(粉砂巖和泥巖)在水位變動條件和周期性干濕交替環(huán)境下極易發(fā)生強烈劣化。坡體前緣的抗滑體發(fā)生巖體劣化后，后緣逐漸形成兩個滑面(相交的楔形滑面)，滑坡體在楔形滑面逐漸貫通后，底部沿著軟弱面(帶)向庫區(qū)發(fā)生整體楔形滑移，進而發(fā)生滑坡災(zāi)害。如2019年12月10日研究區(qū)內(nèi)發(fā)生的秭歸縣卡門子灣滑坡，該滑坡即為視傾向楔形滑動。概化模式示意圖如圖14 所示。

圖14 視傾向楔形滑動模式

3.2.3 順向滑移型

順向滑移型潛在滑坡隱患點巖體劣化類型主要為沖蝕磨蝕型、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂型，大型結(jié)構(gòu)面/控制性結(jié)構(gòu)面發(fā)育，岸坡結(jié)構(gòu)多為順向岸坡或斜順向岸坡，巖體結(jié)構(gòu)類型大多為層狀結(jié)構(gòu)，含軟弱層。順向滑移型潛在滑坡隱患點岸坡表面全風(fēng)化和強風(fēng)化巖體在庫水作用下，不斷地被搬運帶走，發(fā)生呈緩慢后退的沖刷剝蝕破壞，岸坡表層巖體沿層面發(fā)生向庫區(qū)滑移，使得岸坡消落帶形成不穩(wěn)定斜坡。這是研究區(qū)內(nèi)較典型的新生型碎屑巖類滑坡(隱患)演化模式。主要發(fā)生在研究區(qū)巖質(zhì)岸坡的強風(fēng)化帶其概化模式示意圖如圖15 所示。

圖15 順向滑移模式

3.2.4 逆向傾倒型

逆向傾倒型演化模式的潛在滑坡隱患點巖體劣化類型主要為軟硬相間侵蝕型、松動剝落型、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂型，大中型結(jié)構(gòu)面/控制性結(jié)構(gòu)面發(fā)育或追蹤性大型結(jié)構(gòu)面發(fā)育，岸坡結(jié)構(gòu)多為逆向岸坡，岸坡巖體結(jié)構(gòu)類型大多為層狀結(jié)構(gòu)或碎裂結(jié)構(gòu)。長期的庫水位波動與水流作用，逆向岸坡消落帶巖體發(fā)生強烈的巖體劣化，其劣化原理和碳酸巖類的基座傾倒型類似，拉張裂隙開始后逐漸形成貫通的垂直于層面的卸荷裂隙，卸荷裂隙使局部較陡的區(qū)域先發(fā)生破壞，接著失穩(wěn)范圍不斷擴大使整個巖體向庫區(qū)坍(崩)塌傾倒。主要發(fā)生在碎屑巖類岸坡的較陡區(qū)域。概化模式示意圖如圖16 所示。

圖16 逆向傾倒模式

4 結(jié) 論

針對三峽庫區(qū)秭歸至巴東段岸坡消落帶巖體劣化產(chǎn)生的新生型滑坡(崩塌)隱患的演化模式進行研究，得到了以下結(jié)論：

(1)通過對研究區(qū)多期次的野外調(diào)查，根據(jù)岸坡消落帶巖體劣化發(fā)育特征將岸坡消落帶進行了劣化分段共計169段，其劣化類型主要為碳酸鹽巖(3小類)與碎屑巖(4小類)，其中碳酸鹽巖類巖體劣化類型主要為溶蝕(潛蝕)、裂縫顯化與擴張、機械侵蝕； 碎屑巖類巖體劣化類型主要為松動(剝落)、沖蝕(磨蝕)、結(jié)構(gòu)面崩解塊裂及軟硬相間侵蝕，在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了122處滑坡(崩塌)隱患點。

(2)通過對研究區(qū)典型岸坡消落帶巖體劣化類型與滑坡(崩塌)隱患發(fā)育特征分析，總結(jié)了新生型滑坡(崩塌)隱患演化模式。碳酸鹽巖類岸坡消落帶發(fā)育的新生型滑坡(崩塌)隱患演化模式主要為基座碎裂壓潰、基座掏空傾倒和順向滑移； 碎屑巖類的主要為軟硬相間坍塌、視傾向楔形滑動、順向滑移和逆向傾倒。

(3)通過對研究區(qū)巖體劣化模式的研究，厘清了研究區(qū)內(nèi)巖體劣化的類型與對應(yīng)滑坡隱患演化模式的關(guān)系，可為三峽庫區(qū)岸坡長期穩(wěn)定性提供科學(xué)依據(jù)。