陡傾片麻巖滑坡演化過程研究

王建平 馬思哲 黨超

收稿日期：2023-12-27；接受日期：2024-03-12

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（41701013）

作者簡介：王建平，男，碩士研究生，主要從事地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)理與治理方面的研究。E-mail：2075963460@qq.com

通信作者：黨? 超，男，副教授，博士，主要從事泥石流與地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)理方面的研究。E-mail：dangchao1982@126.com

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號(hào)：1001-4179（2024） 06-0152-07

引用本文：王建平，馬思哲，黨超.

陡傾片麻巖滑坡演化過程研究：以蘭陵溪滑坡為例

［J］.人民長江，2024，55（6）：152-158.

摘要：彎曲-傾倒破壞是陡傾順層巖質(zhì)斜坡的一種變形模式，當(dāng)其折斷面貫通形成滑移面時(shí)，斜坡演化為滑坡。以三峽庫區(qū)蘭陵溪滑坡為例，引入反轉(zhuǎn)應(yīng)力法、梁板強(qiáng)度理論對(duì)滑坡變形模式與演化過程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：①該巖質(zhì)斜坡具有典型的陡傾順層、巖體結(jié)構(gòu)軟硬相間的特點(diǎn)，為其發(fā)生彎曲-傾倒破壞提供了先天性條件。②差異性風(fēng)化是蘭陵溪滑坡發(fā)生彎曲-傾倒變形的主要原因，片狀片麻巖抗彎強(qiáng)度變?nèi)酰偈蛊閹r逐漸發(fā)生彎曲，最后產(chǎn)生彎曲折斷-傾倒變形破壞。③蘭陵溪滑坡演化過程歷經(jīng)差異性風(fēng)化、巖層彎曲變形、巖層傾倒破壞、折斷面貫通等4個(gè)階段，所有折斷面貫通形成潛在滑移面時(shí)，斜坡演化為滑坡。研究成果可為該滑坡工程治理提供理論依據(jù)，也可為同類型巖質(zhì)斜坡治理提供思路。

關(guān)? 鍵? 詞：陡傾順層巖質(zhì)斜坡； 彎曲-傾倒破壞； 軟硬相間； 差異性風(fēng)化； 反轉(zhuǎn)應(yīng)力法； 梁板強(qiáng)度理論； 蘭陵溪滑坡； 三峽庫區(qū)

中圖法分類號(hào)： P694

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.021

0? 引 言

巖質(zhì)斜坡易引發(fā)嚴(yán)重的滑坡災(zāi)害，如三門洞滑坡［1-2］、三河口滑坡［3］、譚家河滑坡［4］等。彎曲-傾倒破壞是巖質(zhì)斜坡常見的一種變形模式，廣泛存在于公路與鐵路、礦山及水利水電等各類工程邊坡［5］。目前，巖質(zhì)斜坡彎曲-傾倒破壞的研究主要有物理模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬、力學(xué)模型等［6-8］。在數(shù)值模擬方面，Ning［9］、Zheng［10］、劉云鵬［11］等基于離散元UDEC數(shù)值模擬，探討了彎曲-傾倒變形破壞模式，并分析了影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素。在力學(xué)模型方面，劉金水等［12］通過引入反轉(zhuǎn)應(yīng)力法建立陡傾順層巖質(zhì)斜坡的力學(xué)機(jī)理，得出彎曲-傾倒型巖質(zhì)斜坡的變形破壞特征是先彎曲-拉裂，在上覆荷載及自重作用下傾倒破壞，以及坡體卸荷、彎曲反翹、拉裂傾倒、傾倒加速的演化機(jī)制。在物理模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合方面，安曉凡等［13］選取Adhikary離心機(jī)試驗(yàn)展現(xiàn)軟硬互層巖質(zhì)斜坡的彎曲-傾倒破壞特征，并利用數(shù)值模擬演示斜坡變形演化過程［14］。在力學(xué)模型與物理試驗(yàn)相結(jié)合方面，主要是采用模型試驗(yàn)分析斜坡破壞過程和破壞機(jī)制，然后基于極限平衡理論，建立力學(xué)模型和穩(wěn)定性的分析方法［15］。例如，孫朝燚等［16］根據(jù)邊坡復(fù)合型傾倒破壞機(jī)制，提出滑動(dòng)區(qū)、塊狀傾倒區(qū)和彎曲傾倒區(qū)的破壞機(jī)制及力學(xué)模型，并基于極限平衡理論和懸臂梁模型，提出巖質(zhì)反傾復(fù)合傾倒破壞自下而上逐步分析的理論方法。

總體上，以上學(xué)者對(duì)巖質(zhì)斜坡彎曲-傾倒變形的研究主要集中在反傾巖質(zhì)斜坡方向，而針對(duì)陡傾順層巖質(zhì)斜坡中彎曲-傾倒型破壞的研究較少，且現(xiàn)有的研究主要集中在沉積巖類，而對(duì)變質(zhì)巖類且軟硬相間的陡傾順層巖質(zhì)斜坡鮮有研究。蘭陵溪溪口左岸斜坡是三峽庫區(qū)特有的變質(zhì)巖區(qū)域，為陡傾順層片麻巖，且有巖脈侵入片麻巖。在區(qū)域變質(zhì)的作用下，軟硬相間的巖體影響了斜坡穩(wěn)定性和變形破壞模式，從而導(dǎo)致了蘭陵溪滑坡的產(chǎn)生。張玉明等［17］研究表明，在巖質(zhì)斜坡中，巖脈的存在會(huì)造成斜坡均一性變差，巖體結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，并通過詳細(xì)現(xiàn)場調(diào)查、數(shù)值模擬驗(yàn)證了含有巖脈侵入的斜坡失穩(wěn)模式由常規(guī)彎曲-傾倒式變?yōu)椤皳鯄Α睗Q式。馬澤瑞等［18］通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和數(shù)值模擬的方法對(duì)蘭陵溪滑坡變形過程與穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，但并未深入蘭陵溪斜坡的變形破壞演化機(jī)理的研究。

本文以陡傾順層片麻巖滑坡——蘭陵溪滑坡為例，通過現(xiàn)場調(diào)查分析蘭陵溪滑坡的巖體結(jié)構(gòu)和變形破壞特征，引入反轉(zhuǎn)應(yīng)力法與梁板強(qiáng)度理論相結(jié)合，并對(duì)其模型進(jìn)行優(yōu)化，詳細(xì)分析蘭陵溪滑坡變形破壞特征、力學(xué)機(jī)制及演化過程，從而揭示三峽庫區(qū)典型陡傾片麻巖滑坡彎曲-傾倒變形的破壞機(jī)制，希望對(duì)其他類似巖質(zhì)滑坡的研究和地質(zhì)災(zāi)害治理提供理論參考。

1? 蘭陵溪滑坡概況

蘭陵溪滑坡為山麓斜坡剝蝕堆積地貌，位于長江右岸，地處蘭陵溪溪口與長江交匯處。地勢(shì)西高東低，受長江與蘭陵溪的深切割形成峽谷地帶。該斜坡坡向?yàn)?30°，平均坡度約36°，中上部坡度約28°～30°，中下部38°～40°，臨溪段局部坡度可達(dá)40°～45°，即上緩下陡巖質(zhì)斜坡。

由于滑坡位于秭歸向斜與黃陵背斜轉(zhuǎn)折端基底構(gòu)造部位，巖性為崆嶺群變質(zhì)巖，滑坡區(qū)地層巖性以片麻巖（Pt2x）為主，巖層產(chǎn)狀130°～150°∠60°～75°?；缕马敻叱碳s220 m，前緣高程約140 m，被庫水淹沒；左右兩側(cè)均以山梁為界，滑坡縱長約130 m，平均寬度約140 m，滑坡面積約1.3萬m2，體積約10.4萬m3，為中型淺層滑坡。蘭陵溪滑坡全貌與剖面如圖1～2所示。

2? 滑坡發(fā)育特征

2.1? 滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查與鉆孔巖性揭示，蘭陵溪滑坡覆蓋層殘坡積碎石土主要分布于175 m以上，厚度約2.0～6.2 m，碎石主要是強(qiáng)—中風(fēng)化侵入巖脈，以石英巖脈為主，輝綠巖脈次之。165 m以下是庫岸塌岸被庫水掏蝕后形成的碎塊石堆積，厚1～2 m，塊石含量為30%～40%，碎石含量為40%～50%，風(fēng)化碎屑、砂含量為20%～30%。

研究區(qū)全場地分布全風(fēng)化片麻巖，黃褐色，呈砂狀?yuàn)A碎塊狀，巖體結(jié)構(gòu)完全破壞，風(fēng)化石英巖脈巖體破碎，礦物成份顯著變化，如圖3所示。片麻巖深灰色，中細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)，混合巖化作用，條帶狀、夾層狀構(gòu)造，條帶間距多在1～2 cm。斜長石含量55%～60%、角閃石含量15%～20%、石英含量15%～20%及含少量鉀長石和黑云母。礦物粒徑小于2 mm，部分2～5 mm，部分粒徑較大的斜長石、石英呈條帶狀、似脈狀聚集，條帶、脈體寬度2～30 mm，脈體與片麻巖之間結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度普遍差。

由于研究區(qū)加入?yún)^(qū)域變質(zhì)作用及巖漿侵入，該區(qū)域巖性軟硬相間，裂隙及巖脈極為發(fā)育。

（1） 巖脈。① 重結(jié)晶石英巖脈與片麻巖產(chǎn)狀相同，均為130°～140°∠60°～75°，脈體寬度2～30 mm，最大可達(dá)20 cm，脈體間距極不均勻，一般20～30條/m，寬大巖脈與片理面接觸部位，接觸裂隙發(fā)育，微張（＜5mm），無填充或泥質(zhì)填充。② 侵入輝綠巖脈產(chǎn)狀280°～285°∠75°～80°，多為順層巖脈，基性巖漿侵入形成的脈體，巖脈寬度40～60 cm。③ 侵入石英巖脈產(chǎn)狀180°～185°∠45°～50°，為穿層巖脈，酸性巖漿侵入形成的低溫?zé)嵋好}體，巖脈寬度為10～20 cm，間距8～12 m/條。巖脈如圖4所示。

（2） 發(fā)育3組優(yōu)勢(shì)節(jié)理裂隙。① 產(chǎn)狀300°～320°∠10°～15°，延伸長度一般0.5～1.0 m，間距0.2 m/條，微張—閉合，分布于片麻巖內(nèi)。② 產(chǎn)狀20°～30°∠70°～80°，延伸長度不超過0.5 m，間距0.2～0.4 m/條，張開5～10 mm，無填充或碎屑填充，分布于巖脈內(nèi)。③ 產(chǎn)狀200°～210°∠80°～83°，延伸長度不超過0.5 m，間距0.2～0.4 m/條，張開5～10 mm，無填充或碎屑填充，分布于巖脈內(nèi)，切穿片麻巖層。裂隙如圖5所示。

2.2? 滑坡變形破壞特征

在庫水長期作用下，巖體劣化，蘭陵溪滑坡彎曲-折斷與折斷傾倒的變形速度加快；滑坡前緣局部塌岸形成良好臨空面，并于2020年10月開始蠕動(dòng)變形：（1） 2020年10月滑坡左側(cè)邊界出現(xiàn)拉張裂縫，于2021年1月裂縫有向滑坡后緣擴(kuò)展的趨勢(shì)；至2022年滑坡左側(cè)邊界裂縫下錯(cuò)明顯，最大下錯(cuò)深度12 cm，裂縫呈鋸齒狀貫通，總長度51 m，寬3～5 cm。

（2） 2021年1月滑坡后緣發(fā)生變形，新生沉降-拉裂縫總長50 m，走向62°，寬1～2 cm，下錯(cuò)5 cm，裂縫被蠕動(dòng)的土層覆蓋。滑坡中部蠕動(dòng)變形持續(xù)發(fā)生，坡面出現(xiàn)多種不規(guī)則裂縫。

（3） 滑坡前緣高程150 m以下片麻巖正常，高程155 m以上片麻巖傾倒-折斷現(xiàn)象發(fā)育，產(chǎn)狀反傾，從前緣至后緣反傾片麻巖傾角變陡，片麻巖產(chǎn)狀隨高程而變化，見圖2。

庫水掏蝕滑坡前緣，前緣局部塌岸形成良好臨空面，彎曲或折斷片麻巖在自重和上覆荷載作用下，片麻巖變形加速，即后緣至前緣反傾片麻巖傾角變緩；片麻巖折斷面形成潛在滑移面時(shí)，蘭陵溪滑坡開始蠕動(dòng)變形。

3? 地質(zhì)成因及力學(xué)機(jī)制分析

3.1? 地質(zhì)因素

陡傾順層巖質(zhì)斜坡是指巖層傾向與斜坡坡向一致且?guī)r層傾角大于60°的斜坡。任光明等［19］研究陡傾順層巖質(zhì)斜坡發(fā)生變形具有如下特點(diǎn)：① 巖層傾角在60°以上；② 巖體軟硬互層，力學(xué)性質(zhì)相差大；③ 斜坡高而陡。本文研究對(duì)象主要是陡傾順層的片麻巖斜坡，由于研究區(qū)在地質(zhì)活動(dòng)期間，有巖漿巖侵入崆嶺群基巖中，導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，巖脈與裂隙極為發(fā)育。蘭陵溪滑坡巖體軟硬相間，巖體力學(xué)性質(zhì)相差較大，易產(chǎn)生差異性風(fēng)化，如圖6所示。風(fēng)化的片麻巖經(jīng)過雨水的泥化反應(yīng)對(duì)巖脈有膨脹擠壓作用，促使巖層逐漸彎曲。為陡傾順層片麻巖斜坡的彎曲-傾倒破壞提供基本地質(zhì)條件。

順層巖質(zhì)斜坡變形除了受基本地質(zhì)因素影響外，還受巖體自重應(yīng)力、風(fēng)化卸荷、人類工程等因素的影響，這些因素相互作用影響著斜坡全過程的變形，當(dāng)彎曲巖層折斷面全部貫通時(shí)斜坡演化為滑坡。

3.2 ?力學(xué)機(jī)制分析

Duncan等［20］提出反轉(zhuǎn)應(yīng)力法并應(yīng)用于地下圍巖工程的穩(wěn)定性分析。在地下圍巖開挖中會(huì)形成臨空面，巖體原有的應(yīng)力平衡被打破，部分失衡的應(yīng)力向巖體后方轉(zhuǎn)移，等效的應(yīng)力集中在臨空面上，被稱為應(yīng)力釋放。梁板模型由李樹森等［21］提出并應(yīng)用于順層巖質(zhì)斜坡的失穩(wěn)機(jī)理分析。巖層厚度遠(yuǎn)小于斜坡長度，巖層傾向與斜坡坡向一致，若沿巖層垂直切割，則會(huì)得到條塊狀板，可視為梁板。

蘭陵溪滑坡位于蘭陵溪與長江交匯處，由長江與蘭陵溪下切而形成峽谷，如今斜坡正處于應(yīng)力調(diào)整階段，所以引入反轉(zhuǎn)應(yīng)力可分析該斜坡變形的力學(xué)機(jī)制；順層片狀軟硬相間的巖層，可視為梁板模型。梁板強(qiáng)度理論與反轉(zhuǎn)應(yīng)力法相結(jié)合是分析該斜坡變形力學(xué)機(jī)制的特點(diǎn)。

（1） 蘭陵溪斜坡由片麻巖與巖脈構(gòu)成軟硬相間的陡傾順層巖質(zhì)斜坡。由于兩者巖體力學(xué)性質(zhì)相差較大，片狀片麻巖比巖脈易風(fēng)化。

（2） 長期風(fēng)化卸荷作用下，巖脈存在指向坡外的反轉(zhuǎn)應(yīng)力，使巖層發(fā)生初始彎曲。

（3） 巖體自重與風(fēng)化荷載擠壓作用下，巖層彎曲加速。巖層彎曲蠕變過程似靜力平衡，不計(jì)摩擦力。

陡傾順層片麻巖斜坡簡化為梁板模型，根據(jù)研究區(qū)現(xiàn)狀斜坡巖體受力情況對(duì)梁板模型進(jìn)行優(yōu)化，如圖7所示。

彎曲巖層和全風(fēng)化物自重：Gi=γhLi（1）

彎曲巖層裂隙長度：t=hcosβ（2）

式中：γ為巖體容重，kN/m3；h為滑動(dòng)巖層厚度，m；L為巖層長度，m；Li為彎曲巖層長度，m；t為裂隙長度，m；β為巖層彎曲裂隙傾角，（°）。

陡傾巖層在風(fēng)化卸荷、巖層自重與風(fēng)化物擠壓力的作用下，存在反轉(zhuǎn)應(yīng)力P促使巖層向坡外彎曲。一個(gè)彎曲巖層和一塊全風(fēng)化物視為一個(gè)整體，現(xiàn)對(duì)巖層彎曲進(jìn)行受力分析如圖8所示。

由力學(xué)關(guān)系可得滑坡坡頂?shù)?塊彎曲巖層和全風(fēng)化巖蠕變彎曲時(shí)，平衡方程如下：G1sinβ+P1cosβ=C1t+N1tanφ1K（3）

N1=G1cosβ－P1sinβ（4）

式中：C1為第1層巖層黏聚力，kPa；φ1為第1層巖層內(nèi)摩擦角，（°）；K為整體安全系數(shù)。

將式（1）、（2）、（4）代入式（3）可得第1塊彎曲巖層和全風(fēng)化物蠕變時(shí)受力：P1=C1hcosβ+rhL1（cosβtanφ1－Ksinβ）Kcosβ+sinβtanφ1（5）

將視為整體的每個(gè)彎曲巖層與風(fēng)化物重量等效，引入傳遞系數(shù)Ωi［22］：Ωi=1－LitanφiL（6）

1，2，3，…，i塊彎曲整體所受外力：N1=P1（7）

N2=P2+Ω1P1（8）

Ni=Pi+Ωi－1Pi－1（9）

整理式（7）、（8）、（9）可得第n層式為

Nn=Pn+n－1i=1（∏n－1j=1Ωj）（10）

彎曲巖層的轉(zhuǎn)角β與撓度yc［23］的公式為

β=NiL22EIZ（11）

yc=NiL33EIZ（12）

式中：E為片麻巖彈性模量，MPa；IZ為片麻巖橫截面慣性矩，IZ=h3/12。

在水平反轉(zhuǎn)應(yīng)力、巖層自重、風(fēng)化物荷載共同作用下，巖脈在抗彎強(qiáng)度弱處發(fā)生初始彎曲。根據(jù)歐拉壓桿原理推導(dǎo)出傾倒失穩(wěn)的臨界長度公式［24］，研究區(qū)折斷傾倒變形的臨界長度lcr為

lcr=3π2Eh214.5γ（13）

由公式（10）可知，從滑坡后緣沿坡面向下，巖層受到上部重量壓力越大，越容易彎曲甚至錯(cuò)斷傾倒破壞。通過現(xiàn)場調(diào)查進(jìn)行有效驗(yàn)證，滑坡區(qū)域巖層普遍反傾，滑坡前緣反傾巖層產(chǎn)狀290°∠36°，臨近滑坡中部巖層產(chǎn)狀305°∠52°，臨近滑坡后緣產(chǎn)狀315°∠85°，后緣邊界處上部正常巖層產(chǎn)狀140°∠70°。

通過室內(nèi)試驗(yàn)可獲得全風(fēng)化片麻巖巖體物理力學(xué)參數(shù)E=159.6 MPa，γ=21 kN/m3，h=0.25 m，C=20 kPa，φ=30°，將參數(shù)代入上述公式（13）可知：彎曲巖層發(fā)生折斷傾倒臨界差長度為10.9 m，巖層折斷傾倒位于全—強(qiáng)風(fēng)化片麻巖的分界處，而鉆孔揭示巖層折斷傾長度為11.2 m，正好位于全—強(qiáng)風(fēng)化分界。

4? 滑坡變形破壞演化過程分析

陡傾順層巖質(zhì)滑坡的變形破壞機(jī)理研究結(jié)果顯示，巖體發(fā)生變形時(shí)歷經(jīng)初始形成階段、加速變形階段、剪斷貫通階段3個(gè)階段［25-26］。由于巖性及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的差別及受庫水波動(dòng)的影響，蘭陵溪滑坡變形演化過程可分為差異性風(fēng)化、巖層彎曲變形、巖層傾倒破壞、折斷面貫通等4個(gè)階段，演化過程如圖9所示。

（1） 差異性風(fēng)化階段。研究區(qū)歷史上地質(zhì)活動(dòng)劇烈，期間多次發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用及侵入不同時(shí)期巖漿巖，侵入巖脈厚度均小于20 cm，使得蘭陵溪滑坡巖體軟硬相間，巖體力學(xué)性質(zhì)差異大。長江與蘭陵溪的不斷下切，形成陡傾斜坡，斜坡巖體內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生改變，裂隙發(fā)育。由于巖體力學(xué)性質(zhì)不同，在長期的自然營力作用下，巖脈風(fēng)化程度慢，片麻巖風(fēng)化速度快，從外到內(nèi)的風(fēng)化程度不同，巖石由表及里逐層風(fēng)化，如圖3與圖6所示。演化過程如圖9（a）所示。

（2） 巖層彎曲變形階段。隨著片麻巖風(fēng)化向內(nèi)部伸展，石英巖脈也在風(fēng)化作用下變薄，且裂隙發(fā)育，巖脈抗彎強(qiáng)度變?nèi)?。風(fēng)化物擠壓力及中后部擾動(dòng)產(chǎn)生彎矩作用，促使巖脈在抗彎強(qiáng)度弱部位產(chǎn)生彎曲。后期在巖體自重、片麻巖風(fēng)化物作用下，巖層逐漸彎曲，沿斜坡向下巖層彎曲現(xiàn)象普遍發(fā)育，彎曲巖層甚至出現(xiàn)反傾，演化過程如圖9（b）所示。

（3） 巖層傾倒破壞階段。片狀巖體折斷前，巖體風(fēng)化向斜坡內(nèi)部伸展，巖體強(qiáng)度持續(xù)減弱，巖體繼續(xù)彎曲變形。風(fēng)化物沿巖體間結(jié)構(gòu)面及構(gòu)造裂隙充填其中，雨水滲入結(jié)構(gòu)面及裂隙中，加速片狀巖體軟化，泥質(zhì)填充物產(chǎn)生膨脹擠壓力，對(duì)巖層產(chǎn)生水平彎矩，加速巖層的彎曲變形，從前緣至后緣巖層反傾角度逐漸變大。當(dāng)風(fēng)化物堆積到一定程度，在外力作用下，沿斜坡向下滑動(dòng)，滑過片狀巖體時(shí)，對(duì)巖體壓力突然間增大，巖體在抗彎強(qiáng)度弱的部位發(fā)生折斷。坡積物下滑速度變快，折斷巖體反傾角度從斜坡上至下依次增大，且折斷后巖體向前滑移形成錯(cuò)位。坡積物滑動(dòng)，促進(jìn)裂隙發(fā)育及巖層傾倒變形的速度，根據(jù)查閱資料及現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)庫水位145 m以下存在滑坡堆積物。彎曲巖層在自身重力及摩擦力作用下發(fā)生折斷，巖層發(fā)生大幅度偏轉(zhuǎn)，即折斷巖層反傾。在庫水掏蝕作用下，斜坡局部發(fā)生塌岸，加快演化速度，演化過程如圖9（c）所示。

（4） 折斷面貫通階段。彎曲折斷后巖層發(fā)生傾倒變形，雨水滲入、坡積物填充膨脹等使折斷巖石下移，而促使彎曲未折斷巖層加速彎曲折斷。隨著三峽水庫的蓄水，在庫水周期性升降、暴雨、人類工程活動(dòng)等外在因素的影響下，彎曲折斷后巖層發(fā)生傾倒變形，傾倒變形持續(xù)發(fā)展，折斷面貫通形成一條潛在的滑移面，演化過程如圖9（d）所示。

庫水不斷掏蝕斜坡前緣，形成良好的臨空面，斜坡內(nèi)應(yīng)力及穩(wěn)定條件發(fā)生改變，由基本穩(wěn)定狀態(tài)演化為欠穩(wěn)定狀態(tài)。人類耕作活動(dòng)有利于雨水滲入，在動(dòng)水壓力下斜坡開始發(fā)生蠕動(dòng)變形現(xiàn)象，演化為滑坡。

5? 結(jié)論與討論

5.1? 結(jié) 論

通過分析蘭陵溪陡傾巖質(zhì)滑坡的變形破壞特征、地質(zhì)成因、力學(xué)機(jī)制分析、變形破壞演化過程，得到以下結(jié)論：（1） 蘭陵溪滑坡為典型的陡傾順層巖質(zhì)滑坡，其變形模式為彎曲-傾倒變形破壞，滑坡中下部巖層彎曲-傾倒變形現(xiàn)象明顯，巖體反傾、角度變陡。

（2） 差異性風(fēng)化是蘭陵溪滑坡彎曲-傾倒變形的主要原因。片麻巖與巖脈構(gòu)成軟硬相間巖體，巖體力學(xué)性能差異性大，呈現(xiàn)出差異性風(fēng)化。片狀片麻巖抗風(fēng)化能力弱，巖脈抗風(fēng)化能力強(qiáng)，巖脈在風(fēng)化物及反轉(zhuǎn)應(yīng)力作用下彎曲。雨水入滲軟化及填充物膨脹下加速彎曲，巖體在抗彎強(qiáng)度弱部位發(fā)生折斷傾倒。

（3） 巖體發(fā)生折斷處位于全—強(qiáng)風(fēng)化分界處。通過力學(xué)機(jī)制可知：越靠近滑坡前緣受到上部壓力及反轉(zhuǎn)應(yīng)力越大，前緣巖體反傾角度比中、后部大。

（4） 蘭陵溪滑坡的演化過程可分為4個(gè)階段：差異性風(fēng)化階段、巖層彎曲變形階段、巖層傾倒破壞階段、折斷面貫通階段。折斷面貫通時(shí)斜坡演化為滑坡。

5.2? 討 論

（1） 力學(xué)機(jī)制探討。本文采用反轉(zhuǎn)應(yīng)力法與梁板強(qiáng)度理論相結(jié)合的方法分析蘭陵溪滑坡變形時(shí)受力情況。驗(yàn)算的片狀巖體折斷點(diǎn)與實(shí)際鉆孔巖芯記錄相符，說明該方法的可行性與有效性。但此方法在運(yùn)用過程中忽略了彎曲巖層強(qiáng)度逐漸遞減、風(fēng)化層之間厚度不均的情況。希望后期學(xué)者遇同類型斜坡時(shí)優(yōu)化力學(xué)機(jī)制方法，考慮本文忽略的問題。

（2） 破壞模式探討。蘭陵溪滑坡是典型彎曲-傾倒的破壞模式。陡傾順層彎曲-傾倒破壞模式在變質(zhì)巖類滑坡未見到研究，未能找到相關(guān)參考與借鑒的依據(jù)，本文研究具有一定局限性。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，彎曲-傾倒現(xiàn)象在蘭陵溪滑坡前緣有明顯出露，滑坡現(xiàn)處于蠕動(dòng)變形階段，鉆孔巖性揭示尚未形成一條明顯的滑帶。希望后期學(xué)者對(duì)該滑坡進(jìn)行深入研究時(shí)，分析其變形破壞模式是否產(chǎn)生變化以及是否形成明顯滑帶。

參考文獻(xiàn)：［1］? 謝林沖，王明清，周超.基于降雨-庫水聯(lián)合作用下三門洞滑坡演化過程與機(jī)制［J］.水電能源科學(xué)，2020，38（6）：128-132.

［2］? 張家旭，易慶林，鄧茂林，等.三峽庫區(qū)三門洞滑坡復(fù)活機(jī)理及韌性變形研究［J］.人民長江，2024，55（4）：160-168.

［3］? 張波，吉鋒，王東坡，等.順層巖質(zhì)滑坡變形破裂擴(kuò)展及高速失穩(wěn)特征研究：以四川省“5·5”三河口順層滑坡為例［J］.人民長江，2020，51（7）：118-123.

［4］? 汪標(biāo)，易慶林，鄧茂林，等.降雨與庫水作用下譚家河滑坡變形響應(yīng)規(guī)律分析［J］.人民長江，2023，54（4）：141-149.

［5］? 張海娜，胡瑞奇，常錦，等.反傾巖質(zhì)邊坡塊狀-彎曲復(fù)合傾倒破壞分析方法研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2023，42（6）：1482-1496.

［6］? 王潤清，陳從新，鄭允，等.考慮變形協(xié)調(diào)的地震作用下反傾巖質(zhì)邊坡彎曲傾倒穩(wěn)定性分析方法［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2024，43（1）：146-156.

［7］? 霍逸康，石振明，鄭鴻超，等.軟硬互層反傾巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響因素分析及破壞模式研究［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2023，31（5）：1680-1688.

［8］? WANG R Q，ZHENG Y，CHEN C，et al.Theoretical and numerical analysis of flexural toppling failure in soft-hard interbedded anti-dip rock slopes［J］.Engineering Geology，2023，312：106923.

［9］? NING Y，ZHANG G，TANG H，et al.Process analysis of toppling failure on anti-dip rock slopes under seismic load in southwest China［J］.Rock Mechanics and Rock Engineering，2019，52（11）：4439-4455.

［10］ZHENG Y，CHEN C，LIU T，et al.Study on the mechanisms of flexural toppling failure in anti-inclined rock slopes using numerical and limit equilibrium models［J］.Engineering Geology，2018，237：116-128.

［11］劉云鵬，鄧輝，黃潤秋，等.反傾軟硬互層巖體邊坡地震響應(yīng)的數(shù)值模擬研究［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2012，39（3）：30-37.

［12］劉金水，李璐，孫誠等.黃河上游某水電站壩址區(qū)順層巖質(zhì)斜坡變形破壞模式及成因機(jī)制分析［J］.防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào)，2019，35（4）：1-6.

［13］安曉凡，李寧.巖質(zhì)高邊坡彎曲傾倒變形分析和破壞機(jī)理研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2020，39（6）：83-98.

［14］黃達(dá)，馬昊，孟秋杰，等.軟硬互層巖質(zhì)反傾邊坡彎曲傾倒離心模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2020，42（7）：1286-1295.

［15］陳從新，鄭允，孫朝燚.巖質(zhì)反傾邊坡彎曲傾倒破壞分析方法研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，35（11）：2174-2187.

［16］孫朝燚，陳從新，鄭允，等.巖質(zhì)反傾邊坡復(fù)合傾倒破壞分析［J］.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，47（1）：130-138.

［17］張玉明，張明，胡新麗，等.巖脈多次侵入條件下斜坡變形破壞模式及穩(wěn)定性分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2015，23（2）：227-232.

［18］馬澤瑞，涂鵬飛.三峽庫區(qū)蘭陵溪滑坡形成機(jī)理及穩(wěn)定分析［J］.三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，45（3）：37-42.

［19］任光明，夏敏，李果，等.陡傾順層巖質(zhì)斜坡傾倒變形破壞特征研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（增1）：3193-3200.

［20］DUNCAN J M，DUNLOP P.Slopes in stiff-fissured clay and shales［J］.Soil Mechanics and Foundation Engineering，1969，95（2）：467-492.

［21］李樹森，任光明，左三勝.層狀結(jié)構(gòu)巖體順層斜坡失穩(wěn)機(jī)理的力學(xué)分析［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，1995（2）：24-29.

［22］劉才華，陳從新.層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性［M］.北京：科學(xué)出版社，2012.

［23］干光瑜，秦惠民.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，1999.

［24］張勃成，唐輝明，申培武，等.基于巖石損傷與水力作用的順層巖質(zhì)邊坡臨界失穩(wěn)高度研究［J］.安全與環(huán)境工程，2020，27（2）：42-49.

［25］金星.順層巖質(zhì)斜坡傾倒變形破壞機(jī)理研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2016.

［26］任光明，夏敏，曾強(qiáng)，等.白龍江干流典型滑移-傾倒型滑坡的特征及形成機(jī)制［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，42（1）：18-25.

（編輯：劉 媛）

Study on evolution process of steeply dipping gneiss landslides：case of Lanlingxi Landslide

WANG Jianping1，2，MA Sizhe1，2，DANG Chao1，2

（1.Key Laboratory of Three Gorges Reservoir Area Geohazards of Ministry of Education，China Three Gorges University，Yichang 443002，China;

2.College of Civil Engineering & Architecture，China Three Gorges University，Yichang 443002，China）

Abstract：

Bending-toppling failure is a deformation mode of steeply dipping stratified rock slopes.When its fracture surface penetrates to form a slip surface，the slope evolves into a landslide.Taking the Lanlingxi Landslide in the Three Gorges Reservoir area as an example，the inverse stress method and beam-slab strength theory were introduced to study the landslide deformation mode and evolution process.The results show that：① The rocky slope has the typical characteristics of steeply dipping stratified layer and hard-soft-integrated rock structure，which provides innate conditions for the occurrence of bending-toppling failure.② Differential weathering is the main reason for the bending-toppling deformation of the Lanlingxi Landslide.The bending strength of the lamellar gneiss is weak，which contributes to the gradual bending of the gneiss，and finally，the bending-fracture-toppling deformation failure happens.③ Lanlingxi Landslide evolution process had gone through the differential weathering stage，gneiss bending and deformation stage，gneiss toppling deformation and destruction stage，fracture surface penetration，etc.When all the fracture surfaces penetrated to form potential slip surfaces，the slope evolved into a landslide.The research results can provide a theoretical basis for the engineering management of this landslide，and can also provide new ideas for the management of the same type of rocky slopes.

Key words：

steeply dipping stratified rock slope; bending-toppling failure; hard-soft alternated rock structure; differential weathering; inverse stress method; beam-slab strength theory; Lanlingxi Landslide; Three Gorges Reservoir area