劉廣寧，黃波林，王世昌

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430205)

三峽庫(kù)區(qū)巫峽口—獨(dú)龍高陡岸坡變形破壞機(jī)理研究

劉廣寧，黃波林，王世昌

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430205)

三峽庫(kù)區(qū)自175 m蓄水以來(lái)，地質(zhì)災(zāi)害事件頻發(fā)，尤其在地質(zhì)環(huán)境脆弱的巫峽庫(kù)岸段，2008年龔家方斜坡發(fā)生380 000 m3崩滑，產(chǎn)生高達(dá)13 m的涌浪，嚴(yán)重影響該庫(kù)岸段航道運(yùn)營(yíng)安全。以巫峽口—獨(dú)龍庫(kù)岸段為研究區(qū)域，通過(guò)資料搜集、地面調(diào)查、工程地質(zhì)測(cè)繪、山地工程等多種手段，在掌握其環(huán)境工程地質(zhì)條件和岸坡巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，根據(jù)庫(kù)岸段內(nèi)斜坡變形及破壞特征，劃分出18個(gè)潛在不穩(wěn)定斜坡。分析表明：該庫(kù)岸段變形破壞模式為復(fù)合彎曲傾倒、“V”傾倒、剪切破壞，其可能誘發(fā)斜坡整體失穩(wěn)模式為傾倒型和滑移型?？偨Y(jié)出其存在累進(jìn)性破壞、“鎖固段”脆性破壞和整體性破壞3種機(jī)理。成果可為今后同類(lèi)高陡岸坡的調(diào)查研究提供借鑒意義，同時(shí)為三峽庫(kù)區(qū)防災(zāi)減災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害工程治理提供依據(jù)。

三峽庫(kù)區(qū)；巫峽；高陡岸坡；失穩(wěn)模式；變形破壞機(jī)理

1 研究進(jìn)展

1.1 工程背景

三峽庫(kù)區(qū)175 m蓄水以來(lái)，庫(kù)岸穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，地質(zhì)災(zāi)害事件時(shí)有發(fā)生，尤其是在三峽庫(kù)區(qū)巫峽段。僅在2006—2011年間巫峽庫(kù)岸段就發(fā)生了近10起地質(zhì)災(zāi)害事件[1-5]，其中2008年11月23日龔家方崩塌為規(guī)模最大的一次。這些地質(zhì)災(zāi)害事件以及其產(chǎn)生的次生災(zāi)害(如涌浪災(zāi)害)嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全，長(zhǎng)江航道安全運(yùn)營(yíng)也受到嚴(yán)重影響。該庫(kù)岸段地質(zhì)災(zāi)害相當(dāng)密集、發(fā)生頻率高，引起國(guó)內(nèi)外一些專(zhuān)家學(xué)者的密切關(guān)注。目前三峽庫(kù)區(qū)正處于水位在145～175 m間周期性波動(dòng)，在庫(kù)岸坡腳形成約30 m垂直落差的消落帶，其誘發(fā)了一些古災(zāi)害體復(fù)活、激發(fā)了新生災(zāi)害體的啟動(dòng)。

三峽庫(kù)區(qū)為長(zhǎng)江黃金水道，重慶市巫山也是我國(guó)著名的旅游地,初步統(tǒng)計(jì)，僅巫山縣旅游年接待近500萬(wàn)人次，旅游綜合效益計(jì)劃達(dá)到15億元。此外，自三峽大壩工程竣工后，尤其是三峽庫(kù)區(qū)135 m蓄水開(kāi)始后，雖然大壩截?cái)嗔松舷滤拇蛔杂赏低ㄐ?，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，作為“黃金水道”聞名世界的長(zhǎng)江，無(wú)疑成為貨運(yùn)、客運(yùn)的重要交通要道，通過(guò)大壩的航運(yùn)量也逐年增多，2005年以后貨運(yùn)量已大于6 000萬(wàn)t，是蓄水前的貨運(yùn)量的近4倍。根據(jù)筆者所在課題組實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計(jì)：長(zhǎng)江航道通過(guò)研究區(qū)庫(kù)段的船只每6 min 1艘，每日通過(guò)量超百艘，以大型貨船、游船、快艇、漁船為主，如此密集的通行量，岸坡穩(wěn)定性更顯其舉足輕重的位置，尤其大型豪華游輪，載有大量外國(guó)游客，一旦發(fā)生事故，必將產(chǎn)生不良國(guó)際影響。目前三峽庫(kù)區(qū)巫峽口—獨(dú)龍段岸坡在庫(kù)水位升降、降雨、水巖作用等等因素影響下，消落帶均出現(xiàn)不同程度變形破壞，本文通過(guò)對(duì)其變形破壞特征的分析，從而對(duì)其可能誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理進(jìn)行研究。

1.2 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于巫山縣縣城東4.5～9 km長(zhǎng)江左岸巫峽峽口—獨(dú)龍庫(kù)岸段。區(qū)內(nèi)屬侵蝕中低山峽谷地貌見(jiàn)圖1，山勢(shì)呈NEE展布，山脊從西向東為長(zhǎng)江大橋—大石坡—望天坪—陰坡—棺材蓋一線，山頂最高點(diǎn)在文峰觀、棺材蓋處，高程730～1 211.5 m。據(jù)訪問(wèn)長(zhǎng)江谷底高程為30 m左右，相對(duì)高差800～1 200 m。該庫(kù)岸段地形坡角35°～42°，為逆向坡。500 m以上坡度較陡平均坡角62°～74°，直至坡頂形成陡崖；500 m高程以下坡角35°～55°，多發(fā)育橫向沖溝，越靠近江邊，切割越深。沖溝寬度一般3～15 m，溝兩側(cè)底部呈直立狀，沖溝切割深度5～50 m，獨(dú)龍一帶切割深度較大，沖溝內(nèi)呈跌坎狀，跌坎高度5～12 m，沖溝兩側(cè)突出山脊坡向多為160°～180°，地形上起伏變化較大。區(qū)內(nèi)地層出露主要為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組—三疊系下統(tǒng)大冶組，巖性可分為泥灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖和鹽溶角礫巖，庫(kù)岸段內(nèi)高陡岸坡局部坡面可見(jiàn)沖洪積塊碎石土、第四系崩坡積。

圖1 研究區(qū)地形地貌特征Fig.1 Landform features of research area

圖2 巫峽口—獨(dú)龍段潛在不穩(wěn)定斜坡分布Fig.2 Distribution of potentially unstable slope from Wu Gorge entrance to Dulong

研究區(qū)斜坡位于橫石溪背斜NW翼[6]，巖層為單斜產(chǎn)出，正常巖層產(chǎn)狀(320°～350°)∠(55°～62°), 高程在500 m以下的沖溝兩側(cè)山脊近地表可見(jiàn)彎折變形現(xiàn)象，巖層產(chǎn)狀逐漸變緩，傾角22°～45°，研究區(qū)高陡岸坡斜坡均為逆向坡。區(qū)內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)極其破碎，主要發(fā)育3組節(jié)理、裂隙：①產(chǎn)狀(150°～170°)∠(42°～80°)(為外傾裂隙)；②(80°～100°)∠(60°～78°)；③(220°～240°)∠(62°～80°)。研究區(qū)節(jié)理、裂隙極其發(fā)育，高程在500 m以下的坡面巖體由于長(zhǎng)期在自身重力作用和卸荷作用下，沖溝與山脊交匯地段凸出部分的巖體極破碎，由沖溝被切割的深度推算，破碎巖體厚度約15～40 m。

2 潛在不穩(wěn)定斜坡分布狀況及發(fā)育特征

通過(guò)野外對(duì)巫峽口至獨(dú)龍段岸坡詳細(xì)調(diào)查，根據(jù)裂隙節(jié)理的發(fā)育度和巖層產(chǎn)狀的變化情況，在微地貌和IKNOS遙感影像的輔助下，以沖溝山脊為界，將區(qū)域內(nèi)的潛在不穩(wěn)定斜坡劃分為18個(gè)潛在不穩(wěn)定斜坡(圖2)。這18個(gè)斜坡的坡向均為160°～210°，其中巖質(zhì)斜坡11個(gè)，巖土質(zhì)斜坡7個(gè)，斜坡平均坡角40°～70°，呈峻坡?tīng)?，多為上?中緩-下陡-底緩狀。該庫(kù)岸段塌岸長(zhǎng)度1.3 km，占該段岸坡長(zhǎng)度的28.89%。該庫(kù)岸段斜坡為層狀中陡傾角的逆向岸坡。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，潛在不穩(wěn)定斜坡均以沖溝為界，沖溝底部為斜坡巖體風(fēng)化強(qiáng)軟界線，根據(jù)該界線估算了這些潛在不穩(wěn)定斜坡的發(fā)育厚度。

通過(guò)野外實(shí)地詳細(xì)調(diào)查、工程地質(zhì)測(cè)繪、山地工程等多手段綜合運(yùn)用，以掌握其環(huán)境工程地質(zhì)條件、岸坡巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)該庫(kù)岸段斜坡的基本概況、變形特征、控制性結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡多呈三面臨空狀態(tài)，均存在不同程度變形，其中以潛在不穩(wěn)定斜坡編號(hào)T10和T11為代表變形最為強(qiáng)烈，其節(jié)理、裂隙發(fā)育程度、延伸貫通形成大型優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面特征，基本代表了該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡普遍存在的規(guī)律特征,見(jiàn)圖3。

圖3 優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面赤平投影Fig.3 Stereographic projection of preponderant structure planes

3 斜坡變形特征

3.1 復(fù)合彎曲傾倒

巫峽口至獨(dú)龍段庫(kù)岸斜坡調(diào)查中存在最為廣泛的2種類(lèi)型的變形破壞特征為：塊體復(fù)合彎曲傾倒和“V”型傾倒[7]。橋頭不穩(wěn)定斜坡(T1)可以視為復(fù)合彎曲傾倒斜坡的典型實(shí)例(圖4)。塊體復(fù)合彎曲傾倒的特征是巖層的變形似連續(xù)彎曲變形，是沿著橫節(jié)理產(chǎn)生大量的微小位移，因此在地表出現(xiàn)的張裂隙和反坡陡坎較少。此類(lèi)彎曲是由于巖塊產(chǎn)狀緩慢變化的結(jié)果，通過(guò)調(diào)查、測(cè)量，巖層傾角的變化(相鄰巖塊間)小于5°甚至更??；所以看起來(lái)就像是連續(xù)的、塑性的彎曲變形[8]。

圖4 復(fù)合彎曲傾倒變形特征Fig.4 Deformation features of composite bending-toppling

3.2 “V”傾倒

雖然大量的斜坡展現(xiàn)的是這種巖塊復(fù)合彎曲傾倒現(xiàn)象，但也有部分斜坡或斜坡的某些區(qū)域發(fā)生“V”型傾倒變形破壞(圖5)。以T10的下游側(cè)斜坡區(qū)域?yàn)槔?，巖層傾角的突然變化是“V”型傾倒變形的主要表現(xiàn)特征，折斷面及其明顯[9-10]。巖層的傾角在折斷面上下有很大變化，折斷面之上或之下的巖體內(nèi)巖層產(chǎn)狀比較統(tǒng)一變化十分微弱。因此，這種變形宏觀上表現(xiàn)出像是巖層的呈“V”型?！癡”型傾倒可能導(dǎo)致在坡面上形成以折斷面為界線的大型滑動(dòng)面，折斷巖體可沿該界面發(fā)生滑移失穩(wěn)。

圖5 “V”傾倒變形特征Fig.5 Deformation features of V-shape toppling

3.3 層間剪切

在該庫(kù)岸段內(nèi)個(gè)別斜坡體露頭在巖層面均可看到明顯擦痕，大量類(lèi)似擦痕在其他坡體的落石中也有發(fā)現(xiàn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有方解石覆蓋擦痕顯現(xiàn)、甚至有些方解石有侵蝕現(xiàn)象。根據(jù)階步的發(fā)育特征，可知是由于層間剪切破壞所致，同時(shí)可以推斷出巖層的運(yùn)動(dòng)特征，即上方巖層向坡內(nèi)運(yùn)動(dòng)，下方巖層向坡外運(yùn)動(dòng)。

調(diào)查進(jìn)一步證明，層間發(fā)生過(guò)錯(cuò)動(dòng)剪切破壞是在橫石溪背斜形成過(guò)程中或后期由于自身重力作用產(chǎn)生的。倘若是前者形成過(guò)程中產(chǎn)生的，那么在構(gòu)造力的作用下，背斜東翼高陡斜坡中擦痕面下部巖體向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，上部巖層向下做相對(duì)運(yùn)動(dòng)；倘若將傾倒的根部當(dāng)作是背斜的軸線，那么這一巖體在該背斜西翼高陡斜坡中擦痕面下部巖層向下做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，擦痕面上部的巖層向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。時(shí)間上，在橫石溪背斜構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之后，層間剪切是在斜坡自身重力作用下發(fā)生傾倒變形而產(chǎn)生的(見(jiàn)圖6)。

圖6 層間剪切破壞特征Fig.6 Deformation and failure features of interlayer shear failure

4 庫(kù)岸破壞機(jī)理分析

4.1 累進(jìn)性破壞機(jī)理

該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡內(nèi)在傾倒和微傾倒巖體之間發(fā)育著大量此類(lèi)近直線型的破裂面，這些破裂面是在傾倒破壞發(fā)生過(guò)程中逐漸產(chǎn)生的。在出現(xiàn)傾倒的前提下，巖體發(fā)生平移或轉(zhuǎn)動(dòng)，根部會(huì)出現(xiàn)剪切破壞或拉張破壞，節(jié)理、裂隙隨之出現(xiàn)。這種巖體蠕滑斷裂產(chǎn)生的原因是節(jié)理、裂隙的作用，當(dāng)破裂面逐漸拓展至完全貫通時(shí)，滑動(dòng)就發(fā)生了。這一滑動(dòng)同樣顯示了其連續(xù)性、累進(jìn)性的變形特征。但一個(gè)是失穩(wěn)階段的變形破壞特征，一個(gè)是岸坡變形階段的變形破壞特征。具有明顯的連續(xù)性、柔性、塑性等特點(diǎn)，兩者并沒(méi)有清晰界限，可能是互為主輔或相互伴隨。

在T10的上游側(cè)發(fā)現(xiàn)傾倒巖體有明顯的滑動(dòng)跡象，正好印證這一理論。中薄層灰?guī)r夾泥灰?guī)r、尤其是薄層頁(yè)巖條帶中小型節(jié)理、裂隙及其發(fā)育(節(jié)理密度為3～7 cm/條)，滑移面是由3組大型節(jié)理構(gòu)成。巖層順滑移面蠕滑是在重力的下滑分力作用下發(fā)生的，拖曳現(xiàn)象出現(xiàn)在滑移面的上部巖體中，泥灰?guī)r條帶局部斷裂、局部相連形成斷續(xù)的破碎帶。根據(jù)下方泥灰?guī)r標(biāo)志層的運(yùn)動(dòng)軌跡得出最大的相對(duì)位移達(dá)1m以上。之所以巖體中明顯可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)形成了一個(gè)剪切帶，是因?yàn)槠麦w中2組滑移面發(fā)生滑動(dòng)位移，傾向坡外的多組剪切面在剪切帶內(nèi)發(fā)育?；瑝K在剪切作用下逐漸形成，在邊界剪切力的作用下，滑塊發(fā)生內(nèi)旋或下滑現(xiàn)象，故滑塊邊界巖塊發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)明顯棱角。剪切面明顯為傾倒造成的折線脆性斷裂面后期改造形成。由于泥巖夾層及其發(fā)育的節(jié)理、裂隙的存在，形成了類(lèi)似于柔性體內(nèi)部的塑性剪切破壞(圖7)。

圖7 累進(jìn)性破壞機(jī)理Fig.7 Mechanism of progressive failure

4.2 “鎖固段”脆性破壞機(jī)理

首先該類(lèi)岸坡坡體主體由相對(duì)均質(zhì)的脆性巖體或半成巖體構(gòu)成[11]，上部發(fā)育在張應(yīng)力作用下易于發(fā)生拉裂的結(jié)構(gòu)巖體，中部發(fā)育有厚層起到“鎖固”作用的巖體結(jié)構(gòu)(圖8)，同時(shí)在坡腳消落帶區(qū)域發(fā)育有相對(duì)較薄的軟弱夾層構(gòu)成的互層狀結(jié)構(gòu)巖體。

圖8 “鎖固段”突發(fā)脆性變形破壞機(jī)理Fig.8 Mechanism of unexpected brittle deformation failure in “l(fā)ocked area”

在巫峽口—獨(dú)龍段內(nèi)該類(lèi)斜坡的變形破壞機(jī)理主要表現(xiàn)在：此類(lèi)巖質(zhì)岸坡在形成過(guò)程中，首先斜體整體由于時(shí)效發(fā)生卸荷回彈變形[12]，拉張應(yīng)力區(qū)形成于斜坡頂部，大量的拉張裂縫隨之出現(xiàn)；其次庫(kù)水位周期性波動(dòng)、沖刷、淘蝕從而使得坡腳的巖體沿破碎結(jié)構(gòu)面發(fā)生坍塌、庫(kù)岸再造，大大降低其對(duì)上部巖體的承載能力。高陡斜坡在自身重力持續(xù)長(zhǎng)期作用和影響下，蠕滑變形沿切層陸續(xù)產(chǎn)生，并導(dǎo)致坡體后緣拉裂的向下延伸、擴(kuò)展，從而形成前緣的沖刷、淘蝕蠕滑段和后緣的拉裂段。當(dāng)拉裂段和蠕滑段的進(jìn)一步發(fā)展，夾在它們之間完整的、強(qiáng)度較高的厚層結(jié)構(gòu)巖體就構(gòu)成了岸坡變形的“鎖固段”，該“鎖固段”將維持高陡斜坡體的受力平衡和穩(wěn)定性，其應(yīng)力也將因拉裂段和蠕滑段的進(jìn)一步發(fā)展而逐步累積。當(dāng)拉裂變形拓展到一定深度時(shí)，累進(jìn)性破壞將發(fā)生在“鎖固段”巖體內(nèi)部，達(dá)到應(yīng)力極限狀態(tài)時(shí)“鎖固段”巖體被剪斷，發(fā)生脆性破壞，從而導(dǎo)致斜坡整體破壞失穩(wěn)[13-15]。

圖9 整體性破壞機(jī)理Fig.9 Mechanism of integral failure

4.3 整體性破壞機(jī)理

巫峽口—獨(dú)龍段該類(lèi)斜坡主要發(fā)育在獨(dú)龍附近、地層巖性為大冶組2段(T1d2)地層，巖體成層狀均一發(fā)育，完整性較好。下部江水沖刷、淘蝕強(qiáng)烈，上部拉張應(yīng)力區(qū)，逐漸出現(xiàn)具有一定傾角的剪切裂縫，在自身重力作用下，拉裂縫向下拓展、延伸，發(fā)生切層剪切，當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，沿剪切貫通面發(fā)生滑移失穩(wěn)(圖9)。該類(lèi)型斜坡變形破壞機(jī)理與“鎖固段”破壞機(jī)理截然不同，從巖體結(jié)構(gòu)上，其上部巖體結(jié)構(gòu)較好，宏觀上可視為一完整結(jié)構(gòu)體，只發(fā)育一組切層剪切滑移面，下部為含泥巖軟弱夾層的軟弱基底。由于庫(kù)水位周期性波動(dòng)，消落帶逐漸破壞坍塌向內(nèi)凹陷，導(dǎo)致斜坡坡前緣臨空卸荷，破壞了其原有的平衡狀態(tài)。上部巖體在自重作用下應(yīng)力重分布，剪切面上部巖體的下滑力超過(guò)抗滑力時(shí)，從而發(fā)生整體滑移失穩(wěn)[16-18]。

綜上所述，從宏觀變形破壞特征、失穩(wěn)模式角度對(duì)該庫(kù)岸段內(nèi)所有斜坡進(jìn)行分析：T7為已發(fā)生崩滑的龔家方斜坡，目前治理工作已接近尾聲；單一復(fù)合彎曲傾倒變形破壞的斜坡為T(mén)1；“V”型傾倒、剪切破壞復(fù)合型的斜坡為T(mén)2，T3，T10，T11；復(fù)合彎曲傾倒、剪切破壞復(fù)合型的斜坡為T(mén)8，T9，T13；單一剪切破壞的斜坡為T(mén)4，T5，T6，T12，T14，T15，T16，T17，T18，除了T1，T2，T3可能的誘發(fā)失穩(wěn)模式為傾倒外，其余斜坡可能的誘發(fā)失穩(wěn)模式均為滑移式。從各斜坡的破壞機(jī)理角度進(jìn)行分析：T1巖性組合單一，以累進(jìn)性變形破壞機(jī)理為主；T2至T12地層巖性跨度大，其中T1d4巖性段起到“鎖固段”、“懸臂梁”作用，這些斜坡以“鎖固段”脆性破壞機(jī)理為主；T13至T18地層巖性發(fā)育均一，整體性較好，以整體性破壞機(jī)理為主。

5 結(jié)論及建議

(1) 巫峽口至獨(dú)龍段庫(kù)岸長(zhǎng)度4.5 km，域內(nèi)發(fā)育潛在不穩(wěn)定斜坡18個(gè)，斜坡的坡向?yàn)?60°～210°，其中巖質(zhì)斜坡11個(gè)，巖土質(zhì)斜坡7個(gè)。臨江塌岸長(zhǎng)度1.3 km，占該段岸坡長(zhǎng)度的28.89%。

(2) 該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡變形破壞特征主要為復(fù)合彎曲傾倒、“V”傾倒和剪切破壞；其可能誘發(fā)斜坡整體可能失穩(wěn)的模式為傾倒型和滑移型。

(3) 由于地層巖性發(fā)育、巖體結(jié)構(gòu)組合特征的不同，該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡主要存在累進(jìn)性破壞、“鎖固段”脆性破壞、整體性破壞3種破壞機(jī)理。

(4) 針對(duì)該庫(kù)岸段內(nèi)斜坡目前的變形狀況，建議加強(qiáng)多方法專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)，在掌握斜坡具體的變形狀況的前提下對(duì)斜坡變形破壞的影響因素進(jìn)行研究。

(5) 依據(jù)該段岸坡的特點(diǎn)、可能的致災(zāi)狀況，建議當(dāng)?shù)卣㈤L(zhǎng)期聯(lián)動(dòng)機(jī)制，進(jìn)行涌浪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)該段岸坡進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理；通過(guò)專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)、工程治理、清除、避讓等防治對(duì)策，降低致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

[1] HUANG Bo-lin, CHEN Li-de, PENG Xuan-ming,etal. Assessment of the Risk of Rockfalls in Wu Gorge, Three Gorges, China[J]. Landslides, 2010,7(1):1-11.

[2] HUANG Bo-lin, YIN Yue-ping, LIU Guang-ning,etal. Analysis of Waves Generated by Gongjiafang [J].Landslide, 2012,9(3):395-405.

[3] 王高峰,王洪德,薛星橋,等.巫山縣望霞危巖體破壞及再次變形失穩(wěn)預(yù)測(cè)分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2012,21(6):165-172.(WANG Gao-feng, WANG Hong-de, XUE Xing-qiao,etal. Failure Analysis of Wangxia Dangerous Rock Mass in Wushan County and Prediction of Its Next Deformation and Instability[J]. Journal of Natural Disasters, 2012,21(6):165-172. (in Chinese))

[4] 劉廣寧,陳立德,黃波林,等.影響巫峽橫石溪馬鞍子危巖體穩(wěn)定性的因素分析[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2010, (2):67-70.(LIU Guang-ning, CHEN Li-de, HUANG Bo-lin,etal. Stability Factor of Maanzi Dangerous Rock Classification in Wu Gorge[J]. Geology and Mineral Resources of South China, 2010, (2):67-70.(in Chinese))

[5] 劉廣寧,陳立德,伏永朋,等.降雨和庫(kù)水位升降對(duì)滑坡的影響[J].水土保持研究,2011,18(6):201-203.(LIU Guang-ning, CHEN Li-de, FU Yong-peng,etal. Influence of Rainfall and Reservoir Water Level Fluctuation on Landslide[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2011, 18(6): 201-203. (in Chinese))

[6] 宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.巫山地質(zhì)圖及說(shuō)明書(shū)[R]. 宜昌: 宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,2001.(Yichang Research Institute for Geology and Mineral Products. Geological Map and Specification of Wushan Geology [R]. Yichang: Yichang Research Institute for Geology and Mineral Products, 2001. (in Chinese))

[7] VOELK H R. Deep-seated Mass Rock Creep along the Karakoram Highway and Its Geomorphological Consequences in the Middle Indus Valley near Chilas, Northern Pakistan [J]. Geological Bulletin of the University of Peshawar, 2000, (33):11-27.

[8] 陳小婷,黃波林,劉廣寧.三峽庫(kù)區(qū)巫峽段茅草坡斜坡變形特征分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2012,29(3):102-107.(CHEN Xiao-ting, HUANG Bo-lin, LIU Guang-ning. Deformation Characteristic Analysis on Maocaopo Slope in Wu Gorge of Three Gorges Reservoir[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2012,29(3):102-107.(in Chinese))

[9] LI Shi-hai,LIAN Zhen-zhong,WANG J G. Effect of Rock Mass Structure and Block Size on the Slope Stability[J]. Science in China Series E: Engineering & Materials Science, 2005,48(Sup.): 1-17.

[10]劉廣寧,黃波林,陳小婷,等.三峽龔家方4號(hào)斜坡變形破壞及影響因素分析[J].人民長(zhǎng)江,2012,43(21):40-41. (LIU Guang-ning, HUANG Bo-lin, CHEN Xiao-ting,etal. Analysis on Deformation Damage and Influential Factors of Gonjiafang No. 4 Slope in Three Gorges Reservoir Area[J]. Yangtze River, 2012, 43(21): 40-41. (in Chinese))

[11]黃潤(rùn)秋,林 峰,陳德基,等.巖質(zhì)高邊坡卸荷帶形成及其工程性狀研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001,9(3):228-232. (HUANG Run-qiu, LIN Feng, CHEN De-ji,etal. Formation Mechanism of Unloading Fracture Zone of High Slops and Its Engineering Behaviors[J]. Journal of Engineering Geology, 2001,9(3):228-232. (in Chinese))

[12]張悼元,王士天,王蘭生.工程地質(zhì)分析原理[M].北京：地質(zhì)出版社,1981.(ZHANG Zhuo-yuan, WANG Shi-tian, WANG Lan-sheng. Principles of Engineering Geology[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1981. (in Chinese))

[13]殷躍平.三峽庫(kù)區(qū)邊坡結(jié)構(gòu)及失穩(wěn)模式研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2005,13(2):146-154. (YIN Yue-ping. Research on Structure and Failure Model of Slope in the Three Gorges Reservoir[J]. Journal of Engineering Geology, 2005,13(2):146-154. (in Chinese))

[14]董好剛,彭軒明,陳州豐，等.緩傾層狀高邊坡典型破壞模式及宏觀判據(jù)研究[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2009,26(8):37-40. (DONG Hao-gang, PENG Xuan-ming, CHEN Zhou-feng,etal. Typical Failure Modes and Identification of Low-angled Stratofabric Rock Slope[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2009,26(8):37-40. (in Chinese))

[15]史文兵,續(xù)建科,唐曉玲.反傾向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡失穩(wěn)模式及支護(hù)對(duì)策[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2011,9(1):96-97. (SHI Wen-bing, XU Jian-ke, TANG Xiao-ling. Failure Models and Supporting Measures of Antidip Sandwich Rock Slope[J]. Journal of Water Resources and Architectural Engineering，2011,9(1):96-97. (in Chinese))

[16]許 強(qiáng).滑坡的變形破壞行為與內(nèi)在機(jī)理[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2012,20(2):146-151. (XU Qiang. Theoretical Studies on Prediction of Landslides Using Slope Deformation Process Data[J]. Journal of Engineering Geology, 2012,20(2):146-151. (in Chinese))

[17]常中華,伍法權(quán),張二勇,等.三峽水庫(kù)區(qū)奉節(jié)縣典型巖質(zhì)斜坡變形破壞模式及成因機(jī)制分析[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào), 2004,15(4):21-24. (CHANG Zhong-hua, WU Fa-quan, ZHANG er-yong,etal. Deformation and Failure Modes and Genetic Mechanisms of Typical Rocky Slopes in Fengjie County, Three Gorges Reservoir Region[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2004,15(4):21-24. (in Chinese))

[18]鄒麗芳,徐衛(wèi)亞,寧 宇,等.反傾層狀巖質(zhì)邊坡傾倒變形破壞機(jī)理綜述[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào), 2009,26(5):26-30.(ZOU Li-fang, XU Wei-ya, NING Yu,etal. Overview of Toppling Failure Mechanism of Countertendency Layered Rock Slopes[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2009, 26(5):26-30. (in Chinese))

(編輯：王 慰)

Deformation and Failure Mechanism of High Steep Slope in the Areafrom Wu Gorge Entrance to Dulong of Three Gorges Reservoir Area

LIU Guang-ning, HUANG Bo-lin, WANG Shi-chang

(Wuhan Centre of China Geological Survey, Wuhan 430205, China)

Geological disasters occurred frequently since the impoundment level of Three Gorges reservoir area reached 175mm. Especially in Wu Gorge where the geological environment is vulnerable, an amount of 380 000m3collapsed at Gongjiafang slope in 2008, causing surge waves of 13m high, severely affecting the safety of waterway transportation. Through data gathering, ground investigation, engineering geology surveying and mapping, we researched the engineering geology and bank slope structure, and identified 18 potentially unstable slopes according to the bank slope’s deformation and failure features. Analysis shows that the deformation failure mode are composite bending-toppling, V-shape toppling and interlayer shear failure, which would give rise to toppling and sliding instability. There are three failure mechanisms: progressive failure, brittle failure in “l(fā)ocked area” and integral failure. The research achievements provide reference for similar high steep bank slope research in the future and for disaster prevention and mitigation in Three Gorges area.

Three Gorges reservoir area; Wu Gorge; high steep slope; instability mode; deformation and failure mechanism

2013-09-29；

2013-11-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41372321)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局災(zāi)害預(yù)警項(xiàng)目(1212011014027)

劉廣寧(1980-)，男，河北大城人，工程師，碩士，主要從事環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害研究，(電話)18971274623(電子信箱)guangning1123@163.com。

10.3969/j.issn.1001-5485.2015.02.019

P642.22

A

1001-5485(2015)02-0092-06

2015,32(02):92-97