库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析.pdf

收稿日期:2 0 2 2-0 8-0 3基金项目:国家自然科学基金(4 2 0 0 7 2 3 7);水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室开放基金(2 0 2 0 S D S J 0 2);湖北省自然科学基金(2 0 1 7 C F B 4 3 6)通信作者:易武(1 9 6 6-),男,教授,博士,主要从事地质工程方面的教学和科研.E-m a i l:mw t i m z 1 6 3.c o mD O I:1 0.1 3 3 9 3/j.c n k i.i s s n.1 6 7 2-9 4 8 X.2 0 2 3.0 4.0 0 7引用格式:易武,邵荟兆,黄晓虎,等.库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析J.三峡大学学报(自然科学版),2 0 2 3,4 5(4):3 8-4 4.库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析易 武1,2,3 邵荟兆1,2,3 黄晓虎1,2,3 周 迎4(1.三峡大学 湖北省长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2;2.三峡大学 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省创新协同中心,湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2;3.三峡大学 湖北省防灾减灾重点实验室,湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2;4.湖北省地质局 第五地质大队,湖北 鄂州 4 3 6 0 0 0)摘要:水库型滑坡主要受水库蓄水、水位升降以及降雨等综合因素影响,稳定性差、变形机理复杂,同时其规模一般较大、危害性强;以三峡库首区域典型代表性水库滑坡-秭归谭家河滑坡为例,对丰富的专业监测数据进行了深入细致的分析,研究结果表明:滑坡主要受到库水位变动的影响,当库水位达到1 7 2m时,滑坡开始产生较大的变形;由于长期库水位变动的影响,滑坡在高库水位和库水位下降时,位移速率较大,监测曲线形成阶跃,滑坡同时受到浮托减重效应和动水压力效应的影响.在库水位下降期,7 d累积降雨量大于7 0mm,以及在1 4 5m低水位运行期,7 d累积降雨量超过1 7 0mm,会对滑坡的变形产生明显的影响.关键词:水库型滑坡;专业监测;库水位;位移速率;滑坡变形中图分类号:P 6 4 2.2 2 文献标志码:A 文章编号:1 6 7 2-9 4 8 X(2 0 2 3)0 4-0 0 3 8-0 7D e f o r m a t i o n T h r e s h o l d A n a l y s i s o f T a n j i a h e L a n d s l i d e U n d e r t h e C o n d i t i o n o f R e s e r v o i r W a t e r L e v e l C h a n g eY I W u1,2,3 S HAO H u i z h a o1,2,3 HUANG X i a o h u1,2,3 Z HOU Y i n g4(1.N a t i o n a l F i e l d S c i e n t i f i c O b s e r v a t i o n a n d R e s e a r c h S t a t i o n f o r T h r e e G o r g e s L a n d s l i d e i n H u b e i P r o v i n c e,C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v.,Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2,C h i n a;2.T h r e e G o r g e s R e g i o n G e o l o g i c a l H a z a r d s a n d E c o l o g i c a l E n v i r o n m e n t H u b e i P r o v i n c e I n n o v a t i o n C o o p e r a t i o n C e n t e r,C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v.,Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2,C h i n a;3.K e y L a b o r a t o r y o f D i s a s t e r P r e v e n t i o n a n d M i t i g a t i o n i n H u b e i P r o v i n c e,C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v.,Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2,C h i n a;4.F i f t h G e o l o g i c a l B r i g a d e o f H u b e i G e o l o g i c a l B u r e a u,E z h o u 4 3 6 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t R e s e r v o i r l a n d s l i d e i s m a i n l y a f f e c t e d b y c o m p r e h e n s i v e f a c t o r s i n c l u d i n g r e s e r v o i r p o n d a g e,t h e c h a n g e o f w a t e r l e v e l,a n d r a i n f a l l.I t i s f e a t u r e d b y p o o r s t a b i l i t y,c o m p l e x d e f o r m a t i o n m e c h a n i s m,l a r g e d a m a g e a r e a a n d s e v e r e h a r m.I n t h i s p a p e r,t h e t y p i c a l r e s e r v o i r l a n d s l i d e i n t h e T h r e e G o r g e s R e s e r v o i r a r e a,t h e T a n j i a h e l a n d s l i d e i n Z i g u i C o u n t y,i s s t u d i e d.T h e p r o f e s s i o n a l m o n i t o r i n g d a t a a r e t h o r o u g h l y a n a l y z e d.T h e r e s e a r c h r e s u l t s s h o w t h a t t h e l a n d s l i d e i s m a i n l y a f f e c t e d b y t h e c h a n g e o f t h e r e s e r v o i r w a t e r l e v e l.T h e l a n d s l i d e b e g i n s t o p r o d u c e a l a r g e d e f o r m a t i o n w h e n t h e w a t e r l e v e l o f t h e r e s e r v o i r r e a c h e s 1 7 2 m.U n d e r t h e l o n g-t e r m i n f l u e n c e o f t h e c h a n g e o f r e s e r v o i r w a t e r l e v e l,l a n d s l i d e p r e s e n t s l a r g e r d i s p l a c e m e n t r a t e,a n d s t e p c h a n g e s a p p e a r s i n t h e m o n i t o r i n g c u r v e w h e n t h e r e s e r v o i r w a t e r l e v e l i s h i g h a n d t h e r e s e r v o i r w a t e r l e v e l i s f a l l i n g.T h e l a n d s l i d e i s a l s o a f f e c t e d b y t h e b u o y a n c y-r e d u c i n g a n d w a t e r p r e s s u r e e f f e c t s a t t h e 第4 5卷 第4期2 0 2 3年8月三峡大学学报(自然科学版)J o f C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v.(N a t u r a l S c i e n c e s)V o l.4 5 N o.4A u g.2 0 2 3s a m e t i m e.D u r i n g p e r i o d s o f d e c r e a s i n g w a t e r l e v e l,w h e n t h e 7-d a y c u m u l a t i v e r a i n f a l l i s g r e a t e r t h a n 7 0 mm,o r d u r i n g t h e o p e r a t i o n p e r i o d a t l o w w a t e r l e v e l o f 1 4 5 m,w h e n t h e 7-d a y c u m u l a t i v e r a i n f a l l e x c e e d s 1 7 0 mm,t h e r e w i l l b e a s i g n i f i c a n t i m p a c t o n t h e d e f o r m a t i o n o f t h e l a n d s l i d e.K e y w o r d s:r e s e r v o i r l a n d s l i d e;p r o f e s s i o n a l m o n i t o r i n g;r e s e r v o i r w a t e r l e v e l;d i s p l a c e m e n t r a t e;l a n d s l i d e d e f o r m a t i o nK e y w o r d s R e s e r v o i r l a n d s l i d e;p r o f e s s i o n a l m o n i t o r i n g;r e s e r v o i r w a t e r l e v e l;d i s p l a c e m e n t r a t e;l a n d s l i d e d e f o r m a t i o n 三峡水库的修建是为了发电、防洪和航运,但是它的蓄水行为让原本的岸坡结构发生了变化,不但可能令原本稳定的滑坡发生新的变化,而且还会引发新的滑坡产生.因此,对库岸滑坡的专业监测与深入研究,对于防灾减灾工作来说,是有实际意义的.B r u n o M a r t i n s-C a m p i n a等1研究发现坡体内的孔隙水压力和地下水作用是滑坡发生的重要因素;根据研究,F u j i t a2发现水库水位的迅速降低、岩土体浸泡软化等是造成库岸滑坡失稳的重要因素;将黄荆树滑坡作为研究实例,宋琨等3通过数值模拟,得到在滑体渗透性以及库水位发生变动时,滑坡稳定性随之变化的规律.通过对谭家湾滑坡的研究,刘艺梁等4得出库水位升降会使滑坡体内的地下水位受到一定程度的影响.罗晓红等5在对水库边岸出现滑坡的现象进行调查、研究的基础上,归纳了5种滑坡变形机制的类型.卢书强等6根据研究,发现白水河滑坡稳定性受到库水位下降变动的影响.王国强等7研究后认为造成滑坡的主要因素之一即地下水对滑面的持续侵蚀作用.吴树仁等8在三峡水库滑坡分析中,将3种宏观变形机制总结出来.薛聪聪、莫伟伟等9-1 0指出,水库水位的波动是引起滑坡失去稳定性的重要原因.李卓骏等1 1通过对全自动监测数据的定量化分析,得到了八字门滑坡受库水位下降速率影响而启动的阈值.肖诗荣等1 2指出,滑坡变形与三峡水库初期蓄水具有相关性.乔娟等1 3实验结果验证了三峡库区库水环境的作用及变化会诱发库区古滑坡的复活.朱冬林等1 4对某水库滑坡进行了考察,预测了未来蓄水及潜在的库水位下降情况下滑坡稳定性与库水位的关系.曾润忠等1 5基于模拟软件建立了库岸边坡计算模型,得到降雨与库水位下降耦合作用下,水位下降是引起库岸边坡稳定性快速下降的主导因素.刘新荣等1 6基于国内外研究现状和岩质滑坡案例,总结出岩质滑坡的水力致灾机制,主要是由于水对滑体产生的静水压力和动水压力作用.水库型滑坡稳定性差、变形机理复杂,同时其规模一般较大、危害性强,对水利枢纽工程、库区人民生命财产安全以及社会经济发展造成重大威胁.本文以谭家河滑坡为研究对象进行分析,根据该滑坡长期连续专业监测资料,研究了在库水位波动情况下滑坡的变形情况.1 滑坡基本概况谭家河滑坡位于长江右岸,距三峡大坝坝址5 6k m,地属湖北省秭归县沙镇溪镇范家坪村一组,经度1 1 0 3 0 2 6.9,纬度3 1 0 1 5 3.9 .滑坡后缘至高程4 3 2m山包鞍部,前缘至江中高程1 3 5m.左右边界以冲沟为界,整体平面形态呈现靴形,剖面形态呈阶梯状.滑坡宽4 0 0m,纵长1 0 0 0m,平均厚度5 0m,面积为4 01 04m2,体积约2 2 0 01 04m3,主滑方向3 4 0 .滑坡全貌图如图1所示.图1 滑坡全貌图谭家河滑坡滑体物质由碎块石土组成,碎块石成分为砂岩、粉质砂岩以及泥岩等.滑带主要由重粉质亚黏土及角砾组成,土石比为6482.滑床由香溪组粉砂岩及石英砂岩构成.在推移力的作用下,滑坡后缘出现拉张裂缝、滑坡前缘受库水位冲刷影响存在掏蚀现象.在库水位与降雨等外界因素影响下,滑坡稳定性发生改变,进而引起破坏.谭家河滑坡的破坏模式为滑移-弯曲破坏,演变过程主要包括3个阶段:轻微弯曲(谭家河滑坡由于顺层压应力与垂直层面的压应力之间存在较大的压力差,从而导致前缘轻度弯曲);强烈弯曲及隆起(受外部应力作用的影响,滑坡变形位置的弯曲程度进一步加强,岩体松动更加明显,滑坡底部出现掏蚀93第4 5卷 第4期 易武,等 库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析现象);滑面贯通(滑坡出现剪出口,滑体沿滑带产生滑动,滑坡形成).滑坡的工程地质剖面图如图2所示.发生破坏后滑坡前缘地层层面出现反翘现象.图3为现场调查发现的滑坡变形迹象照片,滑坡东侧边界至中部S 3 3 4省道(沙-黄公路)处,沿途裂缝呈羽状,断续相连,总体走向约3 0,宽约12 0mm,断续延伸长约2 0 0m.图2 滑坡工程地质剖面图图3 滑坡后部边界裂缝2 专业监测分析谭家河滑坡体上共布设4个G P S地表位移人工监测点(Z 1、Z 2、Z 3、Z 4),4个G N S S地表位移自动监测点(Z X 1、Z X 2、Z X 3、Z X 4).监测网点布置如图4所示.图4 监测网点布置图2.1 监测数据分析2.1.1 累积位移监测数据分析谭家河滑坡坡体上布设了Z 1、Z 2、Z 3、Z 4共4个G P S监测点,监测成果见图5(本次收集了2 0 0 7年1月至2 0 2 0年1 2月的数据).-图5 G P S监测点累积位移-时间曲线图监测数据显示,截至2 0 2 0年1 2月,Z 1、Z 2、Z 3、Z 4监测点的累积水平位移值分别为2 3 5 8.3 2、2 3 7 9.8 3、2 4 3 7.2 6、1 5 5 2.7 8mm.监测点的年位移量呈下降趋势,变化趋势基本一致.对比2 0 0 7年至2 0 2 0年监测点平均月位移速率,如图6所示.图6 G P S监测点平均月位移速率曲线图从图5及图6可以得出,谭家河滑坡的年位移量在2 0 0 7年达到最大值,同时滑坡布设的监测点的月平均位移速率也最高,Z 1、Z 2、Z 3三个监测点的年位移量在2 0 0 9年、2 0 1 2年和2 0 1 5年都高于2 0 0mm,Z 4的位移量一般比其他3个点的位移量小1/3左右.2 0 1 3年到2 0 1 8年,除了2 0 1 5年和2 0 1 7年以外,其余年份监测点的年位移量都低于1 5 0mm.2 0 1 9年Z 1、Z 2、Z 3、Z 4监测点的年位移量达到了历年最低值,4个监测点的年位移量均小于8 5mm,同时月位移速率也为历年最低.总体上谭家河滑坡布设的G P S监测点年位移量均呈趋势性减缓.前缘位移量小,后缘变形大.2.1.2 滑坡变形与月降雨量的关系统计谭 家 河 滑 坡G P S地 表 位 移 人 工 监 测 点04三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)2 0 2 3年8月2 0 0 72 0 2 0年每月的位移量以及月降雨量,以监测点Z 1、Z 3为例,如图7所示.-图7 G P S监测点累积位移-降雨量-时间图 表1 谭家河滑坡月降雨量-月位移量表(单位:mm)时间月降雨量Z 1的月位移量Z 3的月位移量2 0 1 3-0 51 3 0.51 4.21 3.82 0 1 3-0 61 4 0.62 8.32 6.42 0 1 5-0 62 5 5.36 0.57 5.72 0 1 5-0 71 6 1.94 8.54 9.5 综上如图7及表1所示,滑坡当前还是主要受到库水位运行状态的影响,当月降雨量达到一定值(超过1 4 0mm)时,会起到一定程度的助推作用,滑坡的月位移量会增大,增加到1 5mm以上.2.1.3 滑坡变形与库水位的关系本文以谭家河滑坡4个GN S S地表位移自动监测点(Z X 1、Z X 2、Z X 3、Z X 4)的监测数据为研究样本,选 取2 0 1 6-1 1-0 1至2 0 1 7-1 0-3 1和2 0 1 8-1 1-0 1至2 0 1 9-1 0-3 1两个库水位升降的水文年阶段进行分析(如图8所示).-图8 GN S S监测点累积位移-库水位-时间图第一个水文年为2 0 1 6年1 1月1日至2 0 1 7年1 0月3 1日,如图9所示.在水库高水位运行期A(2 0 1 6-1 1-0 1至2 0 1 6-1 2-0 9)期间,库水位大于1 7 4m高位运行,GN S S监测点Z X 1、Z X 2、Z X 3和Z X 4在3 9 d内位移量分别为2.7、3.1、4.3和2.8mm,位移速率分别为0.0 7、0.0 8、0.1 1和0.0 7mm/d.在水库库水位下降期B(2 0 1 6-1 2-0 9至2 0 1 7-0 4-3 0)期间,库水位由1 7 5m下降到1 6 0 m左右,库水位-图9 2 0 1 62 0 1 7水文年累积位移-库水位-时间图下降了1 3.4 5m,库水下降速率为0.0 9m/d.GN S S监测点的位移速率比A阶段明显增大.说明了滑坡变形速率明显受到库水位下降的影响.在水库库水位下降期C(2 0 1 7-0 4-3 0至2 0 1 7-0 6-1 0)的4 1 d期间,库水位由1 6 0.4 5m下降到1 4 5.3 5m,下降了1 5.1 0m,下降速率为0.3 2m/d,GN S S监测点这个期间的位移速率明显高于B阶段,表明滑坡位移速率受到库水位下降速率的影响,库水位下降速率增加,滑坡位移速率也会增加.在水库低水位运行期D(2 0 1 7-0 6-1 0至2 0 1 7-0 8-2 0)的7 2 d期间,滑坡持续变形,但变形速度没有前期快.在水库库水位上升期E(2 0 1 7-0 8-2 0至2 0 1 7-1 0-2 1)的6 2 d期间,这阶段的位移速率较低.库水位在2 0 1 7年1 0月1 8日达1 7 3.9 8m接近最高水位,谭家河滑坡较明显的变形在2 0 1 7年1 0月1 2启动,此时滑坡库水位为1 7 2m,日位移达0.8mm左右.第二个水文年为2 0 1 8年1 1月1日至2 0 1 9年1 0月3 1日,如图1 0所示.-图1 0 2 0 1 82 0 1 9水文年累积位移-库水位-时间图在水库高水位运行期A(2 0 1 8-1 1-2 1至2 0 1 9-0 1-0 4)期间,库水位大于1 7 4m高位运行,GN S S监测点Z X 1、Z X 2、Z X 3和Z X 4在4 9d内 位 移 量 分 别 为5.4 0、6.3 0、9.0和7.7 0mm,位移速率分别为0.0 8、0.1 0、0.1 4和0.1 2mm/d.在库水位下降期B(2 0 1 9-0 1-0 4至2 0 1 9-0 3-1 6)这个阶段的7 2 d中,下降期间库水位由1 7 4.3 1m下降到1 6 9m左右,库水位下降了4.5 5m,平均库水位下14第4 5卷 第4期 易武,等 库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析降速率为0.0 6m/d.GN S S监测点Z 1、Z 2、Z 3和Z 4位移量分别为1 6.9 0、1 6.3 0、1 8.1 0和1 2.2 0mm,位移速率分别为0.2 3、0.2 3、0.2 5和0.1 7mm/d,要高于高水位运行期A时滑坡的位移速率.在库水位下降期C(2 0 1 9-0 3-1 6至2 0 1 9-0 6-0 7)这个阶段的8 3 d中,库水位由1 6 9.7 6m降到1 4 5.3 8m,下 降 了2 4.3 8m,平 均 下 降 速 率 为0.2 9m/d,GN S S监测点Z X 1、Z X 2、Z X 3和Z X 4位移量分别为3 3.3 0、3 1.1 0、2 9.9 0、1 8.4 0和1 8.4 0mm,平均位移速率分别为0.4 0、0.3 7、0.3 6和0.2 2mm/d.这个期间的位移速率也随着库水位下降速率的增加而增加.说明库水位下降速度对滑坡变形是有一定影响的.在水库低水位运行期D(2 0 1 9-0 6-0 7至2 0 1 9-0 8-3 0)这个阶段的8 5d当中,GN S S监测点Z X 1、Z X 2、Z X 3和Z X 4位移量分别为2 1.7 0、2 0.4 0、2 2.2 0和6.4 0mm,位移速率分别为0.2 6、0.2 4、0.2 6和0.0 7 5mm/d,滑坡在水库低水位运行期的位移速率低于水库库水位下降期的滑坡位移速率.在库水位上升期E(2 0 1 9-0 8-3 0至2 0 1 9-1 0-3 0)这个阶段的6 2 d中,库水位由1 4 6m上升到1 7 4.6 9m,水库水位升高了2 8.6 9m,库水位平均上升速率为0.4 6m/d.GN S S监测点Z X 1、Z X 2、Z X 3和Z X 4位移量分别为2.6 0、2.8 0、3.5 0和6.5 0mm,位移速率分别为0.0 4、0.0 5、0.0 7和0.1 0mm/d.说明在三峡水库库水位上升期间,谭家河滑坡位移速率相对较小.综合以上,在三峡水库库水位上升期及高水位运营期,滑坡位移速率相对较小,滑坡变形速率明显受到库水位下降的影响,在水库低水位运行期滑坡的位移速率低于水库库水位下降期的滑坡位移速率.2.2 综合分析因为滑坡变形的原因并不单一,会受到多方面因素综合影响,根据图1 1,选取位移有明显的涨幅年份,进一步对谭家河滑坡GN S S地表位移自动监测点的数据进行分析.-图1 1 G N S S监测点累积位移-库水位-降雨量-时间图取监测点Z X 1为例,将库水位-降雨量对比图与日位移速率-库水位变动速率对比图进行对比,如图1 2所示,可以看出有6处时间段位移有很大的浮动,期间库水位和降雨量对其的变化都有不同程度的影响.故将位移变化幅度大的6个区域分别拿出来单独分析,分别是2 0 1 6-0 5-1 9至2 0 1 6-1 0-1 2、2 0 1 7-0 4-0 2至2 0 1 7-0 8-1 4、2 0 1 7-1 0-1 0至2 0 1 8-0 1-0 4、2 0 1 8-0 5-0 1至2 0 1 8-0 7-2 7、2 0 1 9-0 3-1 5至2 0 1 9-0 8-0 1、2 0 2 0-0 4-0 9至2 0 2 0-0 9-0 9.-图1 2 降雨量-库水位、库水位变动速率-日位移速率对比图从2 0 1 6-0 6-2 4到2 0 1 6-0 8-1 4这段时间出现库水位抬升,上升速率最大时为1.7 2m/d,该时期正处于低库水位运行期,滑坡的位移速率较小.从2 0 1 7-0 5-1 0到2 0 1 7-0 6-1 1滑坡变形有明显加速,这3 2d滑坡累计位移量是2 3.8mm,位移速率为0.7 4mm/d,库水位下降速率是0.4 1m/d.2 0 1 7-0 7-0 1到2 0 1 7-0 7-2 8期间库水位出现波动,2 0 1 7-0 7-1 0到2 0 1 7-0 7-3 0库水位突降,从1 5 7.0 5m降到1 4 6.6 9m,下降速率为0.5 2mm/d,平均日位移速率为0.5 2mm/d,综上,库水位陡降对滑坡位移速率存在很大影响.滑坡较明显的变形在2 0 1 7-1 0-1 2启动,此时滑坡库水位为1 7 2m,滑坡监点的最大日位移达0.8mm,滑坡处于高水位运行阶段,说明滑坡会在高水位时开始发生变形,2 0 1 7-1 1-1 9滑坡位移速率高达2.2mm/d.2 0 1 8-0 5-0 7到2 0 1 8-0 6-0 7这3 1 d的累计位移量是1 8.2mm,平均位移速率是0.5 9mm/d,库水位下降速率是0.4 5m/d,累积降雨量是6 8.8mm;从2 0 1 8-0 6-1 8到2 0 1 8-0 6-2 1这4 d累计降雨量是1 7 4mm,库水位在1 4 5m左右运行,在2 0 1 8-0 6-2 1当天滑坡位移速率达到峰值,为5.9mm/d.从2 0 1 9-0 3-1 7到2 0 1 9-0 4-1 7这3 1 d的滑坡累计位移量是1 0.2mm,位移速率为0.3 3mm/d,库水位下降速率是0.2 9m/d;从2 0 1 9-0 5-1 4到2 0 1 9-0 6-0 6这2 3 d累计位移是1 0mm,位移速率为0.4 3mm/d,库 水 位 下 降 速 率 是0.4 7m/d,而2 0 1 9-0 6-0 6当天滑坡位移速率达到峰值,为1.8mm/d,此时库水位速率为0.7 9m/d.可见滑坡位移速率与库水位下降速率是正相关的关系.从2 0 2 0-0 4-0 9到2 0 2 0-0 4-2 1这1 3 d累计位移是3.6mm,位移速率24三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)2 0 2 3年8月是0.2 8mm/d,库水位下降速率是0.3 7m/d;2 0 2 0-0 4-2 8到2 0 2 0-0 5-1 4这1 7d累积位移是7.8mm,位移速率是0.4 6mm/d,库水位下降速率是0.3 2m/d;2 0 2 0-0 5-2 1开始到2 0 2 0-0 6-0 8这1 8 d的累计位移是5.5mm,位移速率是0.3 1mm/d,库水位下降速率是0.3 6m/d.综合分析6个位移变化幅度大的时间段,其相关信息整理见表2.表2 谭家河滑坡变形数据特征表变形加速开始时间变形结束时间变形持续时间/d库水位水位/m 升降速率/(md-1)降雨起始时间降雨终止时间7 d累积降雨量/mm日平均位移速率/(mmd-1)2 0 1 7-0 5-1 0 2 0 1 7-0 6-1 13 21 5 8.8 71 4 5.9 1-0.4 12 0 1 7-0 5-1 12 0 1 7-0 6-1 11 6 20.7 42 0 1 7-0 7-1 0 2 0 1 7-0 7-3 02 01 5 7.0 51 4 6.6 9-0.5 2-0.5 22 0 1 7-1 0-1 2 2 0 1 8-0 1-0 48 5高水位期-0.7 92 0 1 8-0 5-0 7 2 0 1 8-0 6-0 73 11 6 0.2 11 4 6.3 3-0.4 52 0 1 8-0 5-0 72 0 1 8-0 6-0 46 8.80.5 92 0 1 8-0 6-1 8 2 0 1 8-0 6-2 14低水位期-2 0 1 8-0 6-1 82 0 1 8-0 6-2 11 7 45.92 0 1 9-0 3-1 7 2 0 1 9-0 4-1 73 11 6 9.5 61 6 0.4 7-0.2 92 0 1 9-0 3-2 02 0 1 9-0 4-1 41 4 5.40.3 32 0 1 9-0 5-1 4 2 0 1 9-0 6-0 62 31 5 6.2 51 4 5.3 5-0.4 72 0 1 9-0 5-1 42 0 1 9-0 6-0 69 2.60.4 32 0 2 0-0 4-0 9 2 0 2 0-0 4-2 11 31 6 4.0 81 5 9.3 2-0.3 72 0 2 0-0 4-0 92 0 2 0-0 4-2 11 1 50.2 82 0 2 0-0 4-2 8 2 0 2 0-0 5-1 41 71 5 8.3 61 5 2.9 8-0.3 7-0.4 62 0 2 0-0 5-2 1 2 0 2 0-0 6-0 81 81 5 1.9 11 4 5.4 5-0.3 62 0 2 0-0 5-2 12 0 2 0-0 6-0 81 4 00.3 1 由表2可知,谭家河滑坡在高库水位运行期(库水位超过1 7 2m),滑坡会开始产生较大变形,当库水位处于下降阶段时,由于坡体中的水无法及时排出,滑坡下滑力增大,进而累积位移时间曲线形成“阶跃”.谭家河滑坡在库水位1 6 0m下降至1 4 5m的过程中,库水下降速率一般在0.4m/d,此时位移速率较大,一般超过0.3 3mm/d,累积位移时间曲线形成“阶跃”.同时,库水快速下降引起的变形在库水下降至最低水位后,会持续约2 0 d.在库水位下降期间,7 d累积降雨量大于7 0mm,以及在1 4 5m低水位运行期,7 d累积降雨量达到1 7 0mm,会对滑坡的变形产生促进作用.故在这个时间段应加强对滑坡的巡排查工作.3 滑坡变形机理谭家河滑坡经过了长时间的演变,现阶段滑坡的纵断面为上陡下缓型(见图2),前部约长3 5 0m,坡度为2 5,中部存在陡坎,中后部坡角为2 0 2 6,约8 1 0m长.监测点从后缘起分别为Z 1、Z 2、Z 3和Z 4,从图5可以看出,位于中后部斜坡段的监测点Z 1、Z 2、Z 3累积位移量差距很小,Z 3监测点累积位移量最大,它位于滑坡中部;而前部平台上的监测点Z 4累计位移量比Z 1、Z 2、Z 3三个监测点位移量少大概1/3.结合谭家河滑坡前缓后陡的坡体结构和监测数据,可以得出,谭家河滑坡前部形成阻滑段,对坡体的阻抗作用明显.其受到下滑力的影响,后缘驱动块体产生一定位移,但因滑坡前部平台形成阻滑段,故前部位移量明显减小,为推移式滑坡.库水位的变动会影响滑坡地下水渗流场产生变化,水库在2 0 0 3年蓄水到1 3 5m,2 0 0 6年蓄水到1 5 6m,在2 0 0 8年蓄水到1 7 5m后,每年库水位在1 4 51 7 5m间变动.由于长期库水位变动的影响,通过表2及图1 1可以看出,滑坡在高库水位运行期(1 7 2m以上时)位移速率较大,如2 0 1 7-1 0-1 2至2 0 1 8-0 1-0 4,滑坡监测点Z X 1日平均位移达到0.7 9mm,监测曲线形成阶跃,此阶段滑坡主要受到浮托减重效应的影响.如在2 0 1 7-0 5-1 0至2 0 1 7-0 6-1 1,滑坡监测点Z X 1日平均位移速率达到0.7 4mm,在库水位下降阶段,滑坡主要受到动水压力效应的影响.综上,滑坡同时受到浮托减重和动水压力效应的影响.水库库水位上升阶段,库水会渗入滑坡体,由于滑体渗透性较低,存在水压增载的过程,形成向坡内的水头差,向内渗透压力所产生的效应大于浮托减重效应,此时有利于滑坡体的稳定,滑坡在此期间位移较小.当库水位达到高水位时(1 7 2m以上时),滞后于库水位的地下水位会继续上升,谭家河滑坡前部阻滑段受到最大的浮托力,滑坡受到浮托减重效应的影响,抗滑力下降,在一定程度上影响了滑坡的稳定性.库水位下降阶段,由于滑体渗透性较低,坡体中的水无法及时排出,地下水位的下降比库水位的下降相对滞后,会在坡体内形成较高的水力梯度,在向外的渗透压力的影响下,滑坡的稳定性急剧下降.当库水位达到1 4 5m最低水位后,滞后于库水位34第4 5卷 第4期 易武,等 库水位变动条件下谭家河滑坡变形阈值分析的地下水位继续下降,滑坡的浮托减重效应及动水压力效应下降,滑坡的稳定性得到一定程度的提高.降雨对滑坡产生变形也有一定的促进作用.强降雨或连续降雨入渗,造成滑坡饱水及滑带力学性质降低,促进滑坡体变形.在库水位下降期间以及低水位运行期,强降雨或连续降雨很容易诱发滑坡加速变形.4 结 论本文通过精细化分析滑坡的监测数据,分析了降雨及库水位变动对滑坡的影响,具体的结论如下:1)当库水位达到1 7 2m时,滑坡会开始产生较大变形;库水快速下降引起的变形在库水下降至最低水位后,会持续约2 0d;库水位下降速率影响滑坡位移速率,库水位下降速率越快,滑坡位移速率越大库水位上升期及水库低水位运行期,滑坡位移速率相对较小,滑坡较稳定.2)谭家河滑坡的变形在一定程度上受到了降雨的影响.在库水位下降期,7d累积降雨量大于7 0mm,以及在1 4 5m低水位运行期,7d累积降雨量超过1 7 0mm,会对滑坡的变形产生明显的影响.故在相应时间段,应加强对滑坡位移的监测力度,时刻注意滑坡体的位移变化情况并做好灾害预防工作.3)由于长期库水位变动的影响,滑坡在高库水位和库水位下降时,位移速率较大,监测曲线形成阶跃,滑坡同时受到浮托减重效应和动水压力效应的影响.参考文献:1 MA R T I N S-C AMP I NA B,HUN E AU F,F A B R E R.T h e E a u x-B o n n e s l a n d s l i d e(W e s t e r n P y r e n e e s,F r a n c e):o-v e r v i e w o f p o s s i b l e t r i g g e r i n g f a c t o r s w i t h e m p h a s i s o n t h e r o l e o f g r o u n d w a t e rJ.E n v i r o n m e n t a l g e o l o g y,2 0 0 8,5 5(2):3 9 7-4 0 4.2 F U J I T A H.I n f l u e n c e o f w a t e r l e v e l f l u c t u a t i o n s i n a r e s-e r v o i r o n s l o p e s t a b i l i t yJ.B u l l e t i n o f t h e i n t e r n a t i o n a l a s s o c i a t i o n o f e n g i n e e r i n g g e o l o g y-b u l l e t i n d e l A s s o c i a-t i o n i n t e r n a t i o n a l e d