中国地质大学（武汉） 湖北武汉 430074
摘要:就库水浮托减重对于滑坡稳定性具有双重效应的问题，本文通过建立简化模型，模拟理想状态下完整库水上升过程中的滑坡稳定演化特征，进一步揭示了浮托减重双重效应的成因机制，为库岸滑坡不同变形破坏模式提供了合理解释。
关键词:库岸滑坡；浮托减重；双重效应；变形破坏模式
前言
库水浮托减重作用是影响岸坡稳定的一项重要的控制因素，其对滑坡稳定性具有双重效应[1]：当库水作用于滑坡前缘时，不利于滑坡稳定；当库水作用于后缘时，有利于滑坡稳定。这种双重效应使得滑坡在库水周期性波动条件下，表现出截然不同的变形演化特征。本文建立概化模型，就库水浮托减重作用双重效应的问题进行研究分析。
1 模型建立
模型尺寸为1200m*400m、坡比为1：3的均质体斜坡。通过Geo-Studio软件生成折线滑面[2,3]，编号1-10。如所示。
图1 滑坡模型及渗流特征
为了直观的分析浮托减重对滑坡的双重效应，在建立简化模型的基础上，对水力参数进行简化。同时对滑坡的水力边界条件理想化，模拟滑坡由不涉水到完全淹没的过程。通过渗流分析，模拟0-400day坡体渗流场变化。库水上升过程中主要的浸润线建立图1：
模型参数及水力边界条件见下表：
表1 模型参数
2 稳定性分析
在上述分析的基础上选择Morgenstern-Price方法对滑坡进行稳定性分析[，得到滑坡的稳定性演化曲线，如图2所示。
图2 滑坡稳定性演化图
从滑坡稳定性演化曲线可以看出：
（1）不同滑面形态的滑坡随库水位上升，其稳定性均有一个先下降后上升的过程，当库水完全淹没坡体时，滑坡较初始状态稳定性提高。
（2）库水浮托减重对滑坡稳定性的影响与滑坡涉水程度有关。当库水作用于滑坡前缘时，涉水程度小，浮托减重作用表现为负效应，不利于滑坡稳定；当滑坡涉水程度逐渐增大，浮力则表现为正、负两种效应叠加作用，当正效应为主导时，浮托减重作用有利于滑坡稳定。
（3）滑坡最小安全系数对应的库水位与滑面的折点有关。滑坡滑面折点高程越高，其最小安全系数对应的库水位就越高，反之，对应的库水位就越低。
3 浮托减重与滑坡变形破坏模式
就三峡库区不同变形破坏模式产生机制的问题，可根据图2中曲线进行类比分析：
（1）水库试验性蓄水阶段，对应图2中的阶段Ⅰ。库水浮托减重对滑坡的作用主要表现为负效应。由阶段Ⅰ中的曲线特征可以看出，在水库试验性蓄水阶段，随滑坡涉水程度逐渐增大，滑坡的稳定性是逐渐降低的，对于初始状态为临界稳定的滑坡，在库水上升过程中，容易产生突发型滑坡。
（2）水库正常运行阶段，对应图中阶段Ⅱ。以曲线1（图2中滑面1对应曲线，下同）为例，在库水145m-175m上升过程中，滑坡的稳定性逐渐增加，而就曲线10而言，滑坡的稳定随库水上升而逐渐下降，这两种曲线都有可能产生阶跃型滑坡，极端情况下，此阶段滑坡安全系数在1附近时，有可能产生波动型滑坡。对于曲线5，滑坡随库水上升稳定性变化不大，则有可能产生稳定型滑坡或者直线型的滑坡，这取决于该阶段下滑坡的稳定性系数，当此阶段下滑坡安全系数大于1，则为稳定型滑坡，反之则为直线型滑坡。
4 结论
（1）滑坡随库水位上升，其稳定性均有一个先下降后上升的过程，当库水完全淹没坡体时，滑坡较初始状态稳定性提高。
（2）浮托力的双重效应随涉水程度而增大，在库水上升浸水面积逐渐增大的过程中，表现为初始阶段单纯的负效应，过渡为两种效应相互叠加，到最后正效应为主导，稳定性提高。
（3）滑坡最小安全系数对应的库水位与滑面的折点有关。滑坡滑面折点高程越高，其最小安全系数对应的库水位就越高。
（4）不同涉水程度与不同初始稳定性状态的滑坡，在库水位周期性波动条件下，受浮托力双重效应的作用，可以表现为稳定型、突发型和渐进式的变形破坏模式。
参考文献:
[1] 王士天，刘汉超，张倬元等. 大型水域水岩相互作用及其环境效应研究[J]. 地质灾害与环境保护, 1997(01): 70-90.
[2] 加拿大GEO-SLOPE国际有限公司. 非饱和土体渗流分析软件SEEP/W用户指南[M]. 冶金工业出版社, 2011.
[3] 加拿大GEO-SLOPE 国际有限公司. 边坡稳定性分析软件SLOPE/W用户指南[M]. 冶金工业出版社, 2011.
个人简介：欧桂明，1994年生，中国地质大学（武汉）硕士研究生。邮编地址：湖北省武汉市鲁磨路388号地大邮局.邮编：430074，
论文作者:欧桂明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/27
标签：滑坡论文; 稳定性论文; 效应论文; 水位论文; 稳定论文; 安全系数论文; 曲线论文; 《防护工程》2018年第5期论文;