梁 宇，嚴(yán) 磊，蘇培東*，邱 鵬，龍 偉，汪意凌

(1.中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 611130；2.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500)

隨著國(guó)家大力發(fā)展清潔能源，在中國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜的西部山區(qū)興建了大量的水電站。由于水庫(kù)的修建和蓄水，改變了原有庫(kù)岸邊坡的工程地質(zhì)條件，可能使庫(kù)岸邊坡發(fā)生變形、滑動(dòng)，形成不同規(guī)模的滑坡[1]。例如，青杠坪滑坡[2]，三峽庫(kù)區(qū)的白沙沱滑坡[3]和白家包滑坡[4]、塔坪H1滑坡[5]、麻柳林滑坡[6]，金沙江白鶴灘到溪洛渡河段岸坡滑坡多達(dá)77個(gè)[7]。相關(guān)學(xué)者也對(duì)庫(kù)區(qū)滑坡進(jìn)行了大量的研究工作，得到了許多顯著的科研結(jié)果，目前普遍認(rèn)為庫(kù)水的浮托力、水庫(kù)水位驟降時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)水壓力以及庫(kù)水對(duì)滑面巖土體長(zhǎng)期的軟化作用是庫(kù)水誘發(fā)滑坡的主要作用方式[8]，但以哪種方式為主目前仍然存在爭(zhēng)論[9-11]。有些學(xué)者也對(duì)水庫(kù)滑坡劣化機(jī)理做了相應(yīng)的研究[12-13]，證明庫(kù)水與岸坡長(zhǎng)期作用過(guò)程中，與庫(kù)岸巖土體發(fā)生物理和化學(xué)作用，改變了岸坡巖土體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分，以及滲透性、吸水性和岸坡的完整性，從而導(dǎo)致巖土體抗剪強(qiáng)度等物理力學(xué)指標(biāo)衰減，誘發(fā)水庫(kù)滑坡。

水庫(kù)滑坡形成機(jī)制復(fù)雜。不同庫(kù)區(qū)或同一庫(kù)區(qū)的不同地段雖然具有非常大的共性，但仍然有其自身的特征。國(guó)內(nèi)圍繞三峽庫(kù)區(qū)展開(kāi)了相當(dāng)多水庫(kù)滑坡研究，研究領(lǐng)域涵蓋了形態(tài)特征[14-15]、形成機(jī)制、穩(wěn)定性分析[16-17]、變形預(yù)測(cè)[18-19]等多方面，并取得了豐碩的研究成果。三峽庫(kù)區(qū)的這些研究成果極大地促進(jìn)了水庫(kù)滑坡研究的發(fā)展，為國(guó)家水利水電行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了技術(shù)支撐。但隨著國(guó)家水利水電行業(yè)的發(fā)展，僅僅針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)展開(kāi)水庫(kù)滑坡的研究也不能滿足未來(lái)的發(fā)展需求。

溪洛渡水電站位于金沙江下游地區(qū)，蓮峰斷裂和昭通斷裂幾乎平行于庫(kù)區(qū)分布，庫(kù)區(qū)周圍地層巖性復(fù)雜，火成巖、變質(zhì)巖與沉積巖均有出露，金沙江水流湍急，不利于庫(kù)岸穩(wěn)定。目前僅有對(duì)石灰窯、大茅坪[20]、干梅子[21-22]等少量滑坡進(jìn)行了穩(wěn)定性、變形特征和數(shù)值模擬研究，論證了滑坡整體的穩(wěn)定性和失穩(wěn)可能，判斷出該地失穩(wěn)形式應(yīng)為蠕滑-拉裂或滑移-彎曲，但針對(duì)溪洛渡庫(kù)區(qū)滑坡的研究整體較少，且現(xiàn)有的研究成果相對(duì)于金沙江流域溪洛渡庫(kù)區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造侵蝕地貌、斷裂構(gòu)造和巖性特征來(lái)講是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，亟需專家學(xué)者們對(duì)該庫(kù)區(qū)進(jìn)行更多的研究來(lái)滿足庫(kù)區(qū)平穩(wěn)運(yùn)行的需求。

基于此，在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪，勘探和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，現(xiàn)利用數(shù)值模擬研究溪洛渡水電站河口滑坡的形成機(jī)制和變形特征，以期為庫(kù)區(qū)居民點(diǎn)的防災(zāi)減災(zāi)、道路交通安全和維護(hù)庫(kù)區(qū)航道安全等提供理論依據(jù)，也可為類似工程提供參考。

1 地質(zhì)背景

1.1 地形地貌

研究區(qū)所在的永善縣位于云南省東北部，金沙江下游溪洛渡水電站庫(kù)區(qū)東南岸谷坡上，地處云貴高原烏蒙山脈向川南丘陵延伸地帶，地貌屬于構(gòu)造侵蝕深切割高山區(qū)，如圖1所示。變形區(qū)地處溪洛渡水庫(kù)高中山峽谷區(qū)斜坡上，總體地勢(shì)東南高西北低，東南后倚五蓮峰山系主峰，西北前臨金沙江，東北、西南兩側(cè)均被溝谷溪流切割，地貌呈向北西凸出的“鼻梁狀山脊”。從平面上看，滑坡呈舌狀，變形方向?yàn)楸蔽?25°方向，前緣臨庫(kù)，寬度約174 m，后緣寬度約為82 m，縱向長(zhǎng)度約229 m，平面面積約3.0×104m2。從縱剖面上看，變形斜坡坡腳為緩平臺(tái)，高程500～550 m，坡度17°～21°；緩臺(tái)之上為庫(kù)水消落帶，高程550～600 m，坡度50°～65°，局部高達(dá)75°以上；消落帶以上斜坡整體坡度35°～42°，局部公路邊坡達(dá)70°。

1.2 構(gòu)造與地層巖性

河口滑坡處于北東向蓮峰斷裂、南北向峨邊-金陽(yáng)斷裂和北西向馬邊-鹽津隱伏斷裂帶所圍限的雷波-永善三角形塊體之西南部，區(qū)內(nèi)及周邊褶皺斷裂均較發(fā)育。河口滑坡緊臨蓮峰斷裂主斷裂帶，蓮峰斷裂具有逆沖-右旋-走滑性質(zhì)[23]，受蓮峰斷裂及其支斷裂活動(dòng)影響，區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀變化較大，巖體破碎，節(jié)理裂隙非常發(fā)育，為滑體的發(fā)育創(chuàng)造了良好的構(gòu)造條件。河口滑坡工點(diǎn)的地震基本烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.10g(g為重力加速度)，地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期為0.45 s。場(chǎng)地內(nèi)出露地層為寒武系下統(tǒng)龍王廟組與中統(tǒng)陡坡寺組并組，巖性為灰色中厚-厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r間夾薄-中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖、泥巖。

1.3 氣象水文

滑坡前緣臨庫(kù)，溪洛渡水庫(kù)死水位540 m，正常蓄水位600 m，消落帶高差達(dá)60 m。水庫(kù)每年9月底至10月初，蓄水至600 m正常蓄水位，11月開(kāi)始消落，直至來(lái)年汛期到來(lái)之前，維持庫(kù)水位550～580 m，滑坡穩(wěn)定性受庫(kù)水漲落影響較大。河口滑坡下游約150 m處有一沖溝切割，沖溝寬30～70 m，深度約60 m，但與滑坡間隔一條山脊，且距離較遠(yuǎn)，對(duì)坡體未造成影響?；缕旅姘l(fā)育有數(shù)條小型沖溝，寬度小于3 m，深度小于3 m，均為干溝。區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，庫(kù)水水位以上滑坡巖土體中地下水主要以孔隙水方式賦存，庫(kù)水水位以下為基巖裂隙水。

2 滑坡變形特征分析

2.1 滑坡形態(tài)特征

河口滑坡位于溪洛渡庫(kù)區(qū)(金沙江)南岸，地勢(shì)南高北低，前緣高程約550 m，后緣高程約755 m，相對(duì)高差約205 m。滑體平面呈舌狀(圖2)，左側(cè)以LF01(沖溝)為邊界，右側(cè)以LF02為邊界，后緣以LF03為邊界，前緣以550 m水位浸潤(rùn)線為邊界，變形滑動(dòng)方向?yàn)?25°?；虑熬壟R庫(kù)，寬約174 m，后緣寬約為82 m，其中左側(cè)邊界長(zhǎng)約237 m，右側(cè)邊界長(zhǎng)約270 m，平面面積約3×104m2。

圖2 滑坡邊界劃分和裂縫分布圖Fig.2 Landslide boundary division and crack distribution map

2.2 滑坡變形特征

滑坡變形跡象明顯，各部位變形特征及變形程度各有不同，前緣以拉裂傾倒破壞為主，中部以滑移拉裂變形為主，后緣以拉裂、沉降、下錯(cuò)為主。

第一級(jí)斜坡較為峻陡，坡度為50°～65°，局部地段坡度超過(guò)75°。坡面上巖體松動(dòng)強(qiáng)烈，巖層產(chǎn)狀零亂，密集發(fā)育平行岸坡分布的陡傾角拉張卸荷裂隙，裂縫張開(kāi)寬達(dá)20～60 cm，截面形狀上寬下窄。該級(jí)斜坡巖體變形破壞類型主要為傾倒式破壞。

第二級(jí)斜坡中部至第三級(jí)斜坡中部發(fā)育多條平行分布的拉裂縫，其中規(guī)模較大的有LF13、LF16等。此區(qū)域內(nèi)裂縫間距約為40 m，形成分布較為密集的一主多次的平行發(fā)育的拉裂縫帶，變形程度較大，貫穿程度較高。裂縫截面形狀上下同寬，變形破壞模式為滑移式。

圖3 黃碼公路變形破壞Fig.3 Road deformation and destruction

第三級(jí)斜坡中部至滑坡后緣發(fā)育多條平行分布的拉裂縫，其中規(guī)模較大的有LF17、LF14等。此區(qū)域內(nèi)變形程度逐漸減弱，坡體以拉裂、沉降、下錯(cuò)為主。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，黃碼公路和毛大段公路均有不同程度的拉裂變形和沉降。黃碼公路路面沉降1.2 m，護(hù)欄外擴(kuò)1.5 m，下錯(cuò)0.8～1.2 m。毛大段公路護(hù)欄破壞、垮塌，公路整體向金沙江側(cè)移動(dòng)約2.0 m。此區(qū)域內(nèi)裂縫間距大，貫穿性差，如LF15從滑體右側(cè)邊界開(kāi)始發(fā)育，至中央部位時(shí)地表現(xiàn)象已不明顯。裂縫截面形狀上下同寬。變形破壞模式為滑移式。

變形破壞模式分區(qū)可以LF12為界分為傾倒破壞區(qū)和滑動(dòng)破壞區(qū)；變形特征分區(qū)可以裂縫LF13和LF16為界分為強(qiáng)變形區(qū)和弱變形區(qū)，LF03后部為松弛區(qū)。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該滑坡主要發(fā)育有17條規(guī)模較大的裂縫，各裂縫特征統(tǒng)計(jì)信息如表1所示。

2.3 滑坡形成因素分析

(1)庫(kù)水漲落是導(dǎo)致庫(kù)岸古滑坡復(fù)活及滑坡失穩(wěn)的重要原因之一[24]。2013年7月22日，庫(kù)水位以2～4 m/d上升至550 m左右，7月25日—8月5日期間庫(kù)水位維持在550 m高程以上，最高達(dá)554.83 m；8月6日起，以1～2 m/d的速率下降，至8月15日降至540.20 m；至10月中旬水位一直維持在540 m死水位附近。受庫(kù)水漲落的影響，截至2015年2月底，四川岸變形點(diǎn)達(dá)65余處。水庫(kù)蓄水前，原邊坡在自身?xiàng)l件下保持穩(wěn)定；水庫(kù)蓄水后，水位上漲，使滑坡前緣的巖體浸泡在庫(kù)水中。在庫(kù)水作用下，巖體間半固結(jié)的充填物和膠結(jié)物將擴(kuò)散運(yùn)移，使得巖體結(jié)構(gòu)疏松；斜坡區(qū)域內(nèi)泥巖等軟弱夾層軟化，力學(xué)性質(zhì)降低；在庫(kù)水位下降期間，水位的驟降將使斜坡受到巨大的動(dòng)水壓力，有利于滑坡的變形破壞。因此庫(kù)水漲落為庫(kù)水滑坡的發(fā)育創(chuàng)造了良好的條件。

(2)滑坡的發(fā)育分布與斷裂構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)、受力特征等關(guān)系密切；河谷岸坡附近的斷裂對(duì)谷坡應(yīng)力傳遞具有明顯的阻隔和分異作用[25]；地質(zhì)構(gòu)造對(duì)滑坡形成和發(fā)展具有區(qū)域性控制作用和影響[26-27]。距滑坡后緣不遠(yuǎn)處的蓮峰斷裂在新生代早中期有過(guò)多期活動(dòng)，具有穩(wěn)定蠕滑特征，晚更新世以來(lái)活動(dòng)顯示很弱。因此受到蓮峰斷裂活動(dòng)的影響，在滑坡附近發(fā)育有多條次級(jí)斷裂，受這些斷裂的影響，研究區(qū)內(nèi)巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈碎塊狀。節(jié)理裂隙發(fā)育不僅使得巖體力學(xué)性質(zhì)下降，而且增強(qiáng)了風(fēng)化作用。研究區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造為斜坡的變形提供了有利的條件，并且破碎的巖體結(jié)構(gòu)在水的作用下，力學(xué)性質(zhì)的下降十分明顯。

表1 主要裂縫信息統(tǒng)計(jì)表Table 1 Crack information statistics table

(3)研究區(qū)屬中-低山河流侵蝕地貌，，整體自然坡角35°～40°，坡度較陡。變形斜坡位于金沙江南岸，斜坡前緣為庫(kù)岸侵蝕區(qū)，多發(fā)塌岸，坡角較大，最陡處坡角達(dá)65°，由于庫(kù)水侵蝕及庫(kù)岸坍塌，前緣形成高陡臨空面，據(jù)庫(kù)區(qū)蓄水前高程數(shù)字模型(digital elevation model，DEM)數(shù)據(jù)分析，前緣高陡臨空面垂直高度達(dá)50 m，為塌岸發(fā)育提供了良好的地形條件。前緣塌岸的發(fā)育形成的臨空面將誘使中后部滑坡的變形破壞。

(4)滑體巖性主要為灰?guī)r與泥巖。其中灰?guī)r雖巖質(zhì)較硬，但由于位于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，節(jié)理發(fā)育，巖體強(qiáng)度不高；泥巖巖質(zhì)較軟，遇水易軟化，失水易開(kāi)裂，巖體強(qiáng)度較低。從力學(xué)性質(zhì)上看，研究區(qū)巖體總體上力學(xué)強(qiáng)度較低(表2)，容易失穩(wěn)。

表2 天然巖石物理力學(xué)參數(shù)Table 2 Natural rock physical and mechanical parameter

調(diào)查資料表明，斜坡的劇烈變形發(fā)生在庫(kù)水第一次蓄水到600 m后，再對(duì)水庫(kù)進(jìn)行排水期間。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，在滑坡發(fā)生劇烈變形后，隨庫(kù)水漲落在不停地發(fā)生蠕滑變形。因此研究表明河口滑坡是由于蓮峰斷裂和其次生小斷裂的作用，造成研究區(qū)巖體破碎，且?guī)r體間的充填物和膠結(jié)物處于半固結(jié)狀態(tài)；在修建水電站后，庫(kù)水水位上升，巖體浸泡在庫(kù)水中，在庫(kù)水的作用下巖體間半固結(jié)物質(zhì)發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)移，巖體結(jié)構(gòu)再次變得疏松，同時(shí)還伴隨著泥巖的軟化作用；巖體整體的力學(xué)性質(zhì)降低，在庫(kù)水位下降期間，受到巨大動(dòng)水壓力的作用，斜坡發(fā)生劇烈的形變，使得后緣的公路發(fā)生下錯(cuò)、沉降。在首次劇烈變形后，庫(kù)水的反復(fù)升降使得斜坡不斷發(fā)生蠕滑變形，穩(wěn)定性持續(xù)降低。

2.4 滑坡變形模式分析

2.4.1 數(shù)值模擬分析

研究區(qū)巖體結(jié)構(gòu)破碎，節(jié)理裂隙十分發(fā)育，屬于非連續(xù)介質(zhì)。離散單元法強(qiáng)調(diào)巖體的非連續(xù)性，這與研究區(qū)內(nèi)的巖體狀態(tài)十分符合，因此選擇3DEC軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果更能體現(xiàn)變形體的變形過(guò)程。模型以主滑方向的反方向?yàn)閤軸正方向，豎直向上為z軸正方向，指向河流下游方向?yàn)閥軸正方向。把松動(dòng)區(qū)下伏的基巖考慮成不透水邊界，即基巖內(nèi)部無(wú)孔隙水壓力作用，但考慮庫(kù)水對(duì)基巖之上的強(qiáng)、弱變形區(qū)的水壓力作用，在滑體內(nèi)施加z=600 m的地下水位線，考慮地下水對(duì)斜坡體的浮托力及軟化效應(yīng)，結(jié)構(gòu)面模型選用層理產(chǎn)狀為85°∠51°，緩傾節(jié)理302°∠21°，陡傾節(jié)理315°∠75°，較大的裂縫與軟弱夾層也用結(jié)構(gòu)面表示。模型與結(jié)構(gòu)面劃分如圖4所示。

圖4 滑坡模型圖Fig.4 Landslide model diagram

圖5 天然條件最大主應(yīng)力分布圖Fig.5 Distribution map of maximum principal stress under natural conditions

圖6 庫(kù)水條件最大主應(yīng)力云圖Fig.6 Maximum principal stress nephogram of reservoir water condition

由圖5和圖6可知，天然條件下的壓應(yīng)力主要分布在滑坡松動(dòng)區(qū)之外。拉應(yīng)力分布在滑坡體邊界和滑坡體內(nèi)部，滑坡內(nèi)部的拉應(yīng)力集中帶呈平行狀分布，并且在滑體后部和滑體中部的拉應(yīng)力明顯增強(qiáng)。庫(kù)水條件下應(yīng)力分布與天然條件下相比，滑坡前部出現(xiàn)拉應(yīng)力，且拉應(yīng)力值有所增加。這是因?yàn)樘烊粻顟B(tài)下，巖土體內(nèi)的天然應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，而滑坡內(nèi)部的巖體受到滑坡的影響，力學(xué)性質(zhì)與周圍巖體有所差異，故在滑坡周圍出現(xiàn)拉應(yīng)力；在滑坡內(nèi)部由于變形特征的不同，分為強(qiáng)變形區(qū)、弱變形區(qū)和松弛區(qū)，故在不同區(qū)塊的分界位置處也會(huì)出現(xiàn)明顯的拉應(yīng)力增強(qiáng)，即對(duì)應(yīng)數(shù)值模擬中滑坡中部和后部的拉應(yīng)力明顯帶；在庫(kù)水作用下，滑坡前緣的巖體性質(zhì)變差，并在庫(kù)水位下降期間會(huì)受到巨大的動(dòng)水壓力，前緣塌岸將出現(xiàn)傾倒變形，因此在庫(kù)水條件的應(yīng)力圖中前緣出現(xiàn)明顯的拉應(yīng)力增強(qiáng)。

由圖7和圖8可知，天然條件下，滑坡的位移主要出現(xiàn)在滑坡的前部和中后部以及后緣位置；且前部以水平位移為主，中后部和后緣以豎向位移為主，滑坡前緣最大位移約4.1 cm。庫(kù)水條件與天然條件下相比，前緣位移明顯增加達(dá)到約14 cm，中后部的位移略有增加。因?yàn)樵摶聻闋恳交拢熬壦轿灰坪?，后部受到前緣的拉張作用將出現(xiàn)沉降變形，故在數(shù)值模擬上呈現(xiàn)出前緣水平位移，后部豎向位移。坡前緣在庫(kù)水的作用下，前緣的巖體力學(xué)性質(zhì)變差，故變形增加，水平位移明顯增加。在巨大的位移和高陡臨空面的作用下，前緣的塌岸將傾倒破壞。

黃潤(rùn)秋[25]指出中國(guó)西部山區(qū)的巖質(zhì)滑坡的破壞模式主要有：滑移-拉裂-剪斷的三段式模式、擋墻潰決模式和“超級(jí)強(qiáng)夯”模式。根據(jù)模擬結(jié)果和分析可知，滑坡的變形是由前緣往后緣發(fā)育的，在庫(kù)水條件下，前緣產(chǎn)生較大的位移，由于前緣有高達(dá)50 m的高陡臨空面，前緣的塌岸將傾倒破壞；在前緣塌岸傾倒變形破壞后，前緣庫(kù)岸先產(chǎn)生滑移，產(chǎn)生較大變形后，并在中后部形成拉裂縫，拉裂縫主要在高陡節(jié)理的基礎(chǔ)上形成，并在后緣出現(xiàn)沉降變形；若繼續(xù)在庫(kù)水的反復(fù)作用下，滑坡變形將繼續(xù)發(fā)育，滑體將逐步剪斷，形成貫通的滑面，斜坡完全破壞。即“傾倒-滑移-拉裂-剪斷”的變形模式。

2.4.2 變形歷史分析

變形斜坡的發(fā)育過(guò)程是受庫(kù)區(qū)水位升降變化控制的。其發(fā)育過(guò)程大致可劃分為以下3個(gè)階段。

1)水位變化

圖7 天然條件x方向位移圖Fig.7 Natural condition x direction displacement map

圖8 庫(kù)水條件x方向位移圖Fig.8 Reservoir water condition x-direction displacement map

水庫(kù)蓄水后，原來(lái)的天然斜坡前緣巖土體被庫(kù)水淹沒(méi)，使得前緣巖土體處于完全飽和狀態(tài)。斜坡巖性主要為灰?guī)r與泥巖的不等厚互層，其中灰?guī)r節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，灰?guī)r飽水后巖體會(huì)發(fā)生兩方面的變化：一方面，節(jié)理中的半固結(jié)充填物和膠結(jié)物飽水后軟化或溶解，使得節(jié)理的物理力學(xué)性質(zhì)降低；另一方面，庫(kù)水滲入灰?guī)r的微裂隙或孔隙中，溶解巖石中的方解石，使得灰?guī)r孔隙度增加，含水率升高，如此往復(fù)，形成惡性循環(huán)，使灰?guī)r的力學(xué)參數(shù)下降。斜坡上的泥巖成分以黏土礦物為主，薄層狀構(gòu)造，干強(qiáng)度本就較低，加之其具有遇水軟化的特點(diǎn)，在飽水后，泥巖的力學(xué)特性也將顯著降低。

庫(kù)水水位下降后，前緣巖土體中的地下水反滲入金沙江中，這一過(guò)程將對(duì)前緣巖土體產(chǎn)生兩方面的影響：其一，地下水滲流過(guò)程中將灰?guī)r孔隙中的方解石溶液、節(jié)理裂隙中軟化或溶解的充填物以及泥巖中溶解的礦物攜帶而去，使得巖石孔隙度增加、節(jié)理裂隙張開(kāi)，巖體力學(xué)性質(zhì)大幅變差；其二，庫(kù)水水位的快速下降會(huì)使得斜坡受到巨大的動(dòng)水壓力，利于前緣坡體變形失穩(wěn)。

總之，庫(kù)水上升導(dǎo)致前緣坡體巖土力學(xué)性質(zhì)下降，庫(kù)水下降導(dǎo)致前緣坡體變形發(fā)育加劇，前緣塌岸的形成往往實(shí)在庫(kù)水大幅下降的時(shí)候發(fā)生的。在水位數(shù)次升降循環(huán)后，前緣將形成大規(guī)模的塌岸。

2)前緣塌岸

已有研究表明反傾巖層的變形破壞以傾倒式為主。在庫(kù)水往復(fù)的升降循環(huán)作用下，前緣塌岸呈規(guī)模性發(fā)育，其剖面上的形態(tài)受巖體結(jié)構(gòu)面的控制，陡傾結(jié)構(gòu)面往往形成后緣拉裂縫(如J1：319°∠74.7°)，中～低角度順傾結(jié)構(gòu)面往往形成滑移面(如J3：302°∠21°)，在產(chǎn)生位移后，巖體重心外移，將形成傾倒式破壞。

前緣塌岸形成后，將在原本塌岸的后緣形成高陡臨空面，后部巖土體在前緣臨空面的作用下將產(chǎn)生卸荷破壞，形成一系列卸荷裂隙，這些卸荷裂隙往往是在巖體原有節(jié)理裂隙的基礎(chǔ)上發(fā)育形成的，在巖體內(nèi)部表現(xiàn)為節(jié)理裂隙張開(kāi)度變大，甚至低角度順傾節(jié)理還會(huì)產(chǎn)生一定的錯(cuò)動(dòng)，在地表則表現(xiàn)為一系列平行分布的拉張裂縫。

3)變形后移

在卸荷作用和前緣塌岸臨空面的作用下，斜坡中后部將沿著高陡節(jié)理發(fā)育一系列平行分布的拉張裂縫。前緣庫(kù)水位的反復(fù)變化和塌岸的進(jìn)一步發(fā)育將使得中后部的巖體產(chǎn)生滑移，使得后緣拉裂、下錯(cuò)，拉張裂縫深度隨之增加。隨著庫(kù)水反復(fù)漲落，中后部的滑坡的滑面將在地下水和降雨的作用下逐漸貫通，形成統(tǒng)一的滑面。當(dāng)滑面貫通后，滑體將剪斷失穩(wěn)，破壞公路，威脅庫(kù)區(qū)。

河口滑坡的變形是從前緣到后部逐漸發(fā)展的，斜坡在地質(zhì)構(gòu)造和庫(kù)水作用的影響之下，最終形成一個(gè)規(guī)模較大的牽引式巖質(zhì)滑坡。其變形模式也應(yīng)為傾倒-滑移-拉裂-剪斷。

3 結(jié)論

以溪洛渡水電站河口滑坡為例，通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪、勘察和數(shù)值模擬分析等手段，對(duì)溪洛渡水電站河口牽引式巖質(zhì)滑坡進(jìn)行變形特征和形成機(jī)制進(jìn)行了綜合分析，得到了如下結(jié)論。

(1)河口滑坡是在蓮峰斷裂破碎帶中受庫(kù)水作用下形成的大型深層巖質(zhì)滑坡。

(2)滑坡地表變形明顯，根據(jù)滑體各部變形特征的差異性和規(guī)律性，將滑坡分為強(qiáng)變形區(qū)、弱變形區(qū)和松弛區(qū)三部分。根據(jù)變形模式的不同，可將滑坡分為傾倒區(qū)、滑動(dòng)區(qū)兩個(gè)部分。

(3)根據(jù)數(shù)值模擬，滑坡前緣以水平位移為主，后部以豎向位移為主，即前緣將出現(xiàn)傾倒和滑移變形，后緣將出現(xiàn)拉裂變形。

(4)河口滑坡變形機(jī)理：節(jié)理裂隙發(fā)育巖層是變形的基礎(chǔ)，高陡的地形、庫(kù)水升降、強(qiáng)卸荷、強(qiáng)風(fēng)化等是滑坡形成的主要影響因素。塌岸形成前緣臨空，牽引中后部巖體滑移，并沿已有節(jié)理產(chǎn)生拉裂，在地下水等作用下滑面進(jìn)一步貫通，滑體剪斷失穩(wěn)，即傾倒-滑移-拉裂-剪斷模式。

根據(jù)該滑坡的形成機(jī)制、發(fā)育模式可知，該滑坡的發(fā)展趨勢(shì)是由北向南發(fā)展的，雖然目前變形區(qū)后緣以南的斜坡整體是穩(wěn)定的，但隨著此變形斜坡的持續(xù)變形，且由于該滑坡滑動(dòng)層位較深，必將導(dǎo)致后緣現(xiàn)狀穩(wěn)定斜坡產(chǎn)生高陡臨空面，最終導(dǎo)致后緣現(xiàn)狀穩(wěn)定斜坡失去穩(wěn)定性。因?yàn)樯彿?昭通斷裂沿金沙江兩側(cè)發(fā)育，河口滑坡的產(chǎn)生不是特例，建議對(duì)溪洛渡庫(kù)區(qū)，甚至對(duì)金沙江河段系列水電站庫(kù)區(qū)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，做到早發(fā)現(xiàn)、早治理。