劉歡歡

一、引言

土質(zhì)邊坡迎水面在庫水位快速回落時，極易誘發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，相關(guān)事故已經(jīng)被大量報道。如1963年意大利Vajoint水庫，在庫水位驟降時發(fā)生了大規(guī)模的滑坡。在我國，河北省岳城水庫在1968年和1974年因庫水位下降，而在壩中段和南段各發(fā)生259m和210m長的大滑坡。庫水位驟降時，邊坡土體中孔隙水未能顯著排出，土體接近于“飽和”狀態(tài)，并形成了向邊坡外的滲流。在滲流力作用下，邊坡土體下滑力加大了，其滑坡風(fēng)險較滿蓄時更高。因此，探討庫水位驟降條件下土質(zhì)邊坡滲流特性對分析邊坡穩(wěn)定性研究具有重要的理論意義和工程實用價值。

二、研究方法

三、邊坡滲流特性分析

1.計算模型

土質(zhì)邊坡高度為10m，坡度為1∶2，如圖 1所示。計算區(qū)域總共劃分598個單元，654個節(jié)點。初始時，庫水位高程為16.0m，驟降后庫水位高程為6.0m。邊坡模型土體計算參數(shù)取值依據(jù)文獻中某邊坡實際工程，具體數(shù)值見表1。

圖1 邊坡剖面圖

表1 土體計算參數(shù)取值

2.水位驟降條件下邊坡滲流場特性

考慮庫水位按正常1m/d降落速度經(jīng)歷10d降水，庫水位由高程16.0m降至6.0m時，計算得到的邊坡孔隙水壓力等值線圖如圖 2所示，邊坡土體中孔隙水壓力總體呈現(xiàn)出“右高左低”、向庫岸方向滲流的分布特征。其中，最右端遠(yuǎn)離邊坡土體中的孔隙水壓力零壓線較庫水位滿蓄時，降低僅1m左右；而靠近庫邊土體中的水壓力基本接近庫水壓力，逸出點位于坡面庫水位以上6m的位置。

圖2 驟降10d后邊坡土體孔隙水壓力/kPa（降水速度1m/d）

3.最大水力坡的降敏感性因素分析

邊坡庫水位降落速度是關(guān)系到邊坡穩(wěn)定性一個關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)，計算不同庫水位降落速度1m/d、2m/d、3m/d、5m/d時最大滲透坡降如3所示，隨著庫水降落速度不斷增大，邊坡最大的水力坡降值也逐步上升，但增加幅度逐步放緩。其中，降落速度2m/d時較降落速度1m/d時最大水力坡降增加最為明顯。

圖 3 邊坡庫水位降落速度與最大水力坡降的關(guān)系

考慮不同邊坡土體滲透系數(shù)3×10-4m/s、3×10-5m/s、3×10-6m/s、3×10-7m/s、3×10-8m/s時最大滲透坡降隨著土體滲透系數(shù)不斷降低，邊坡最大的水力坡降值逐步上升，但增加幅度逐步放緩。其中，滲透系數(shù)3×10-5m/s時較，滲透系數(shù)3×10-4m/s時最大水力坡降增加最為明顯。同時，土體滲透系數(shù)越低，水位降落速度的影響越小。

四、結(jié)論

本文采用飽和-非飽和滲流理論，針對某一邊坡進行了滲流場有限元計算分析，重點探討了庫水位驟降條件下土質(zhì)邊坡滲流特性，得出以下結(jié)論：

1.對于低滲透系數(shù)的土質(zhì)邊坡，庫水位驟降后邊坡土體中孔隙水壓力消散將是一個長期、緩慢的過程。

2.庫水位驟降后，邊坡中土體水力坡降指向庫岸內(nèi)，并且越接近坡腳的位置，水力坡降值越大，最大水力坡降出現(xiàn)邊坡坡面與水面線相交的位置，

3.隨著庫水降落速度不斷增大，邊坡最大的水力坡降值也逐步上升，但增加幅度逐步放緩。

4.隨著土體滲透系數(shù)不斷降低，邊坡最大的水力坡降值逐步上升，但增加幅度逐步放緩。同時，土體滲透系數(shù)越低，水位降落速度對最大水力坡降值的影響越小。