水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形響應(yīng)機(jī)理研究

何 知 緯

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

在現(xiàn)在的環(huán)境中，水庫作為我們生活中解決飲用水的主要途徑之一，對我們有著較為重要的意義，對于城市地區(qū)而言，如果周圍沒有自然水資源，就只能依靠水庫中的蓄水來解決平時的飲用水問題。所以解決水庫建設(shè)與維護(hù)中的安全問題就顯得尤為重要，但是在水庫中因?yàn)橐恍┰虻挠绊懀瑢斐梢恍┌踩[患的爆發(fā)，對這種響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究，將會在一定程度上控制這種問題的發(fā)生，以此防止不利事態(tài)的發(fā)生。

1 研究意義

要研究水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形響應(yīng)機(jī)理，首要條件是要清楚研究的意義所在。對于現(xiàn)在的水庫建設(shè)所言，在水庫蓄水情況下將會有可能誘發(fā)滑坡等不安全現(xiàn)象的發(fā)生，這也是維護(hù)水庫安全與地質(zhì)研究中較為重要的一點(diǎn)，水庫蓄水情況下所產(chǎn)生的滑坡現(xiàn)象較多的發(fā)生在水庫蓄水初期。這種情況的發(fā)生是由于蓄水期間水庫的水位不斷上升，使得在此期間的相應(yīng)地下水位不斷的上漲，在這樣的基礎(chǔ)上水庫周圍的土壤中所蘊(yùn)含的水分將會極度上升，使得在水庫周圍保持水分的斜坡發(fā)生變形，并且因?yàn)橥寥乐饾u軟化從而導(dǎo)致水土流失發(fā)生滑坡現(xiàn)象。所以對水庫蓄水初期中的滲透變形響應(yīng)機(jī)理的研究可以對水庫周圍的斜坡土壤強(qiáng)度加以監(jiān)控，在水庫水位中的變形程度加以控制，防止發(fā)生水庫滑坡現(xiàn)象，這對于保障水庫的安全有著極為重要的意義。

2 蓄水初期的相關(guān)研究

對于蓄水期間相關(guān)的研究來講，主要通過蓄水誘發(fā)滑坡變形機(jī)理方面的研究和在蓄水環(huán)境下的滑坡穩(wěn)定性研究兩方面上進(jìn)行重點(diǎn)研究觀測[1]，以這兩方面的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果對蓄水初期的情況加以觀測控制。

2.1 蓄水誘發(fā)滑坡變形機(jī)理

在蓄水誘發(fā)滑坡變形機(jī)理研究上，滑坡是現(xiàn)在較為常見的地質(zhì)性災(zāi)害之一，這種蓄水誘發(fā)滑坡變形的過程中除了產(chǎn)生滑坡蓄水量的多少這一主要因素外還受到滑坡發(fā)生地段原來的土壤密實(shí)度影響，在這基礎(chǔ)上同時還受到降雨量的多少以及人類在施工過程中所造成的一些影響。這些人為因素和自然因素等都會對水庫蓄水初期誘發(fā)滑坡變形產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象的發(fā)生。通過對引發(fā)滑坡變形因素的研究可以實(shí)時的對水庫水位的變化以及降雨量對水庫土壤滲透程度進(jìn)行探究，這種情況下可以對水庫內(nèi)蓄水量對水庫中滑坡變形所產(chǎn)生的影響程度進(jìn)行判定，輕微的減少水庫滑坡變形發(fā)生的幾率。

2.2 蓄水環(huán)境下的滑坡穩(wěn)定性

在對水庫中滑坡變形檢測研究后，對于在蓄水環(huán)境下的滑坡穩(wěn)定性也需要進(jìn)行一定的研究，才能對滑坡后的地形進(jìn)行整改，及時的做好在蓄水初期中的滑坡防范措施，增加地底基層的穩(wěn)定性。而對于在蓄水環(huán)境下的滑坡穩(wěn)定性監(jiān)測分析方法來說，最經(jīng)常使用的有剛體極限平衡法和數(shù)據(jù)分析法兩種方式，以數(shù)據(jù)分析法為例，這種方法通過對蓄水環(huán)境下斜坡中的土壤含水量等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，通過數(shù)據(jù)對比后得出所需結(jié)果。

3 研究內(nèi)容及方法

在了解了所要研究的對象之后，接下來需要對這種研究內(nèi)容和方法進(jìn)行規(guī)整，以此得出最佳方案。

3.1 研究內(nèi)容

在對原來水庫斜坡地段的土壤密實(shí)度、水庫水位的高低程度、相對應(yīng)位置的地下水動態(tài)這些方面進(jìn)行記錄分析的基礎(chǔ)上[2]，通過數(shù)據(jù)分析法以及在現(xiàn)場的調(diào)查過程中可以對研究內(nèi)容進(jìn)行深度解析。

1)現(xiàn)場調(diào)查。通過現(xiàn)場調(diào)查的方法對滑坡形成的基本特性及變形情況進(jìn)行觀察記錄，再結(jié)合原有測量的資料進(jìn)行分析，對水庫水位變動條件下滑坡變形的規(guī)律進(jìn)行一定的整理分析。

2)現(xiàn)場試驗(yàn)。用現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的方法獲得已發(fā)生滑坡地段的土壤，并對其土壤密實(shí)度進(jìn)行研究，其次從主觀因素上了解構(gòu)成水庫斜坡地段的土壤組成成分以及水對這種土壤的滲透能力。

3)數(shù)據(jù)模擬。通過較為先進(jìn)的數(shù)據(jù)模擬方式，對水庫在水位變化過程中相應(yīng)位置的地下水的變化情況進(jìn)行研究，并在這種研究的方式上結(jié)合所得到的數(shù)據(jù)對滑坡變形和蓄水情況下的滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行整理分析，得出影響因素的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上總結(jié)得出水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形響應(yīng)機(jī)理。

3.2 相關(guān)性的研究方法

了解要研究的內(nèi)容情況之后，采用相對應(yīng)的研究方法就顯得較為重要，采用的研究方法主要包括了資料收集整理、野外地質(zhì)調(diào)查、現(xiàn)場及室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬這四步驟[3]。

1)資料收集整理。對水庫周圍地段的地形地貌、水位漲幅程度和水庫周圍的地質(zhì)構(gòu)造等方面進(jìn)行資料的收集并加以整理，在此程度上還要對水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形中的數(shù)據(jù)加以詳細(xì)檢測并記錄數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行整理得出結(jié)論。

2)水庫地質(zhì)調(diào)查。對水庫周圍地區(qū)斜坡地帶的土壤條件進(jìn)行調(diào)查，重點(diǎn)檢查分析滑坡地段中土壤的特征以及滑坡現(xiàn)場穩(wěn)定性現(xiàn)狀，在這樣的基礎(chǔ)上對各個地段進(jìn)行對比，結(jié)合所測量數(shù)據(jù)對不適宜的地段加以鞏固修建。同時通過這種現(xiàn)場調(diào)查，為后續(xù)的數(shù)值模擬建立一定的基礎(chǔ)條件。

3)現(xiàn)場試驗(yàn)。這種試驗(yàn)是為了數(shù)據(jù)模擬所提供依據(jù)從而進(jìn)行的一些對比試驗(yàn)，例如對所獲得的水庫滑坡地段土壤進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)獲取試驗(yàn)，這種方式在一定程度上可以有效地得出數(shù)據(jù)，一般都提供作參考，但也是這種實(shí)驗(yàn)方法不可或缺的一部分。

4)數(shù)值模擬。通過原來所測得的數(shù)據(jù)再利用數(shù)值模擬軟件對水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形響應(yīng)機(jī)理中的影響因素進(jìn)行測定，例如對蓄水初期地下水的滲透情況以及水庫蓄水過程中水位的上漲幅度進(jìn)行模擬檢測，這樣可以對滑坡的穩(wěn)定性評價提供一定的數(shù)據(jù)。

3.3 實(shí)施步驟

首先對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，再對所調(diào)查得到的資料進(jìn)行整理得出水庫周圍地質(zhì)環(huán)境條件，通過所獲得的資料對水庫周圍土壤進(jìn)行簡要分析，對土壤強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，在將數(shù)據(jù)記錄做完后可以進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)[4]，以此得出水庫周圍斜坡地段的地質(zhì)特征。在進(jìn)行試驗(yàn)時首先要做好對試驗(yàn)儀器的檢測，制備好樣品后再進(jìn)行試驗(yàn)，通過對所得的結(jié)果分析來對自己原來的試驗(yàn)原理加以驗(yàn)證，通過數(shù)據(jù)模擬的方式再結(jié)合所測得的資料進(jìn)行分析，得出滑坡變形影響機(jī)理與滑坡穩(wěn)定性的因素規(guī)律。以此對水庫初期蓄水滑坡體變形及其穩(wěn)定性發(fā)展趨勢進(jìn)行研究得出規(guī)律。

4 結(jié)語

通過對水庫蓄水初期堆積層滑坡滲透變形響應(yīng)機(jī)理方面的研究，我們仔細(xì)對其中的研究意義和蓄水初期中研究的相關(guān)方法做出了解，這些研究的數(shù)據(jù)對以后的實(shí)施治理過程有著極為重要的意義，有著不小的科學(xué)價值，能夠極大的保障現(xiàn)在的水庫安全問題。在這一基礎(chǔ)上，使得現(xiàn)在的滑坡情況得以極為有效的控制，穩(wěn)定了現(xiàn)在的水庫基部，這種情況下，將會讓如今的水庫蓄水期間的安全得到最佳的保障。

[1] 吳昊宇,崔圣華,裴向軍,等.灌溉誘發(fā)黃土滑坡的離心試驗(yàn)研究[J].人民長江,2017,48(S1):259-263.

[2] 門夢飛,易慶林,張明玉,等.三峽庫區(qū)白家包滑坡變形機(jī)制分析[J].三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2017,39(2):43-47.

[3] 盧書強(qiáng),張國棟,易慶林,等.三峽庫區(qū)白家包階躍型滑坡動態(tài)變形特征與機(jī)理[J].南水北調(diào)與水利科技,2016,14(3):144-149.

[4] 王志濤.庫水波動下滑坡地下水力學(xué)作用分析[J].甘肅水利水電技術(shù),2015,51(3):12-15，24.