楊忠平 李緒勇 趙 茜 張益銘 劉新榮
(①重慶大學土木工程學院, 重慶 400045, 中國)(②重慶大學庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心, 重慶 400045, 中國)(③重慶大學山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室, 重慶 400045, 中國)
三峽水庫目前是世界最大水利樞紐工程,為國家緩解能源需求、防洪、航運和灌溉等方面作出巨大貢獻。但同時,本就脆弱的庫區地質環境在水庫建設、運行的劇烈影響下發生了顯著變化,誘發了大量新、老滑坡的產生與復活(Zhou et al.,2016),嚴重威脅庫區人民的生命財產安全、河道航運和水庫正常運行。
堆積層滑坡是發生在第四紀及近代松散堆積物中的一類滑坡,通常具有成分疏松、孔隙度和滲透率高、黏塑性變形明顯等特征(He et al.,2008)。在庫區各類崩滑災害中,因其分布最為廣泛、發育總規模最大(夏金梧等, 1997; 黃承忠, 2011),且暴發頻率高、常形成持續性危害而備受關注(賀可強等, 2009)。厘清滑坡的關鍵影響因子及其影響機制是有效實施滑坡災害防治工作的基礎。學者們普遍認為滑坡影響因素主要分為內部控制因素和外部誘發因素兩類,前者為滑坡自身所處工程地質環境,包括區域構造(Deng et al.,2017; 馮文凱等, 2019)、地層巖性(Miao et al.,2014)、地形地貌(喬建平等, 2006)、斜坡結構(黃潤秋, 2007)等,為控制滑坡分布與發育的根本影響因素(Li et al.,2019); 后者包括地震、降雨、人類工程活動和庫水波動等,多種外部因素常同時作用于滑坡體。降雨是世界范圍內滑坡破壞的直接誘因(周云濤等, 2016),增加孔隙水壓力,減小有效應力,并降低巖土體強度是降雨誘發滑坡的主要機理; 在庫岸特殊環境下,庫水波動影響地下水位,改變坡體滲流場和受力狀態,對庫岸涉水滑坡穩定性影響大(Paronuzzi et al.,2013)。對于堆積層滑坡,其物質組成與結構特征為雨水和庫水作用提供了非常有利的條件,降雨和庫水波動共同成為庫區堆積層滑坡變形破壞的最主要誘因(Sun et al.,2017; 梁鑫等, 2019; 肖捷夫等, 2020)。此外,庫區土地資源稀缺,移民搬遷更加劇了庫岸斜坡上的工程建設活動,人類工程活動也成為誘發滑坡的重要因素之一(Yan et al.,2019; 劉震濤等, 2020)。滑坡穩定性因受到以上各種因素影響,隨斜坡形態、應力狀態和巖土體強度改變而不斷演化。
如上所述,盡管目前已有大量針對庫區堆積層滑坡的相關研究,但這些研究普遍局限于單個滑坡或較小空間范圍,對整個三峽庫區堆積層滑坡影響因素及其內在機理,分布發育以及變形破壞特征等的宏觀認識有待深入。據此,在前人的研究基礎上,整理分析了145處三峽庫區庫岸堆積層滑坡資料,從滑坡的地形地貌、地質巖性、斜坡構造、主要外部誘發因素以及變形破壞特征等相關資料入手,揭示庫區堆積層滑坡在上述關鍵影響因子下的發育分布規律,闡明內在機理,分析滑坡在不同主導誘因組合下的變形破壞特征。以期對三峽庫區堆積層滑坡防治整體規劃與側重提供一定的參考意義。
三峽水庫庫首位于湖北宜昌三斗坪,庫尾至重慶江津,為一狹長河谷。庫區河流水系發育,以長江為干流,發育了50余條較大一級支流,干、支流岸坡長度分別為670km和5000km。大部分降雨發生在5月到9月之間,地下水類型主要包括松散堆積層孔隙水、碎屑巖裂隙水和碳酸鹽巖溶裂隙水3類。庫區前后經歷了印支、燕山和喜山運動,地質構造呈現出川東褶皺沉降帶、川黔湘鄂隆起褶皺帶及北部大巴山弧形褶皺帶等一系列褶皺構造組合(徐平, 2011)。在地質構造和水系表生改造等作用下,形成以重慶奉節為界,西側川東低山丘陵平行嶺谷地貌和東側川東鄂西中山峽谷區侵蝕地貌。庫區地層出露較齊全,除部分泥盆系、石炭系、白堊系與第三系缺失外,從震旦系至第四系由老到新沿庫首至庫尾分布(李松林等, 2020)。
在前人研究基礎上,收集三峽庫區干、支流兩岸145處堆積層滑坡相關資料,提取滑坡地層巖性、斜坡結構、斜坡坡度、滑坡高程等作為滑坡控制因素,分析滑坡在上述影響因素下的分布、發育規律及其內在機理; 考慮各滑坡變形破壞的主要共同誘發因素,選取降雨和庫水波動作為關鍵誘發因素,分析兩者誘發滑坡的物理力學機制; 依據滑坡變形破壞特征資料,剖析庫區堆積層滑坡的變形破壞總體特點,闡明變形破壞模式; 揭示滑坡在降雨與庫水作用的不同組合誘發下的變形破壞響應特征,彌補目前關于庫水作用和降雨對滑坡不同部位變形影響研究較少的缺陷(Tan et al.,2018)。
研究樣本分布于庫區長江干流和支流的14個區縣,滑坡總數量是現有針對庫區堆積層滑坡的研究中較多的。此外,所研究滑坡樣本的空間分布及發育規律與Li et al. (2019)(593處滑坡)和He et al. (2008)(428處滑坡)對大量庫區包括堆積層滑坡在內的所有類型滑坡的研究結果較契合。研究樣本的合理性較高,研究成果能較準確地反應庫區堆積層滑坡的整體分布與發育規律等特征。
三峽庫區堆積層滑坡總體空間分布與發育特征如圖1所示。圖1a中顯示了145處堆積層滑坡所處的具體空間位置,右下角(圖1b~圖1f)為相關統計數據,其中圖1b為庫區自西向東各區縣內的滑坡數量及包含的斜坡結構類型,圖1c~圖1f分別為所有滑坡的滑坡規模、滑體厚度、斜坡結構和斜坡坡度分布。
總體上看,滑坡發育在沿長江東西走向上,呈現出明顯的空間差異性:滑坡大量分布在萬州及其以東區縣,占比90.3%(131處),滑坡體積占調查總滑坡體積的97.5%,絕大多數大型(76處)、特大型滑坡(28處)均分布在此區域內; 萬州以西滑坡數量較少,滑坡數量僅占9.7%(14處),總體積僅占2.5%(圖1a、圖1b)。庫區堆積層滑坡的空間分布特征顯示受地質構造的顯著影響:以萬州為界,東庫段地處上揚子地臺褶皺帶與大巴山臺緣弧形坳褶帶的交匯復合地帶,構造作用強烈,形成了NEE、NNE、NNW向褶皺斷裂綜合控制下的區域構造網絡,巖體破碎發育,為發育堆積層滑坡提供了充足的滑源物質; 相比之下,西庫段位于四川臺坳外緣,為近平行狀呈NE向展布的右列式褶皺帶,區域內大型斷裂不甚發育,基巖完整性較好(徐平, 2011)。
位于長江及其各級支流兩岸的涉水滑坡分別有73處和50處,干流庫岸堆積層滑坡發育較支流明顯,流經興山與秭歸的香溪河兩岸滑坡發育頻次明顯高于其余各支流。干、支流左右兩岸滑坡數量均相當,顯示岸別對堆積層滑坡發育無明顯控制作用。
141處已知規模滑坡的總體積達1.03×109m3。如圖1c所示,按照三峽庫區地質災害防治工作指揮部發布的《三峽庫區三期地質災害防治工程地質勘察技術要求》,庫區堆積層滑坡發育以體積為100×104~1000×104m3大型滑坡為主,共79處,占比56.0%; 其次為10×104~100×104m3中型滑坡與大于1000×104m3的特大型滑坡,兩者發育數量相當,分別有32處和29處,占比22.7%和20.6%; 體積小于10×104m3的小型滑坡較少,在所收集的已研究滑坡中僅有一處。按滑體厚度分(圖1d),中層滑坡(10~25m)為主要滑坡類型,共81處,占比59.1%; 其次為25~50m的深層滑坡,共34處,占比24.8%; 再次為淺層(≤10m)滑坡,共17處,占比12.4%; 滑坡體厚度大于50m超深層滑坡僅5處,占比3.7%。
選取地層巖性、斜坡結構與地形地貌為控制因素,降雨與庫水作用為關鍵誘發因素,分析三峽庫區堆積層滑坡在上述關鍵影響因子下的分布發育特征及內在機理。
地層巖性是影響三峽庫區滑坡最主要的地質因素。145處堆積層滑坡下伏基巖地層20余種,按照基巖成因、物質組成(硬、弱、軟巖百分比)及其工程地質性質,可將基巖地層分為灰巖及白云巖夾砂頁巖(LDS)、砂頁巖夾煤層(SC)、泥灰巖與砂泥巖互層(MSM)等3種主要巖性組合(殷躍平等, 2004a)。
各地層結構及發育滑坡數量統計如圖2所示,可見SC巖組主要由侏羅系地層組成,發育著庫區大多數堆積層滑坡,達104處,占樣本總量的64.2%; 其中侏羅系中統沙溪廟組(J2s)地層廣泛分布在奉節以西區域,發育滑坡超過此巖組滑坡總數的一半(53處),對巖組中滑坡發育起控制作用。此巖組以中厚至厚層或塊狀砂巖、黏質粉砂巖、長石石英砂巖等與頁巖呈互層產出,夾泥巖、碎屑巖,部分夾煤層。砂巖強度較高,但其強度隨泥質增加而降低; 泥巖、頁巖強度較低,且黏粒含量高,遇水易泥化形成強度極低的軟弱夾層。此外,巖組中巖體完整性常較差(李松林等, 2020),故在軟弱夾層與結構面共同作用下較易發生滑坡(張家明, 2020)。

圖2 不同基巖巖性組合下的堆積層滑坡發育特征
MSM中的滑坡總數相對較少,占比27.8%(共45處)。巖組中地層種類較少,絕大多數滑坡發育在三疊系中統巴東組(T2b)中。此巖組主要以石灰巖、泥質灰巖與泥巖、砂巖、頁巖互層產出。地層中泥巖、頁巖強度低,而灰巖強度較高,易形成“軟-硬”互層二元結構,彈性參數差異導致互層界面產生較大的應力集中,破壞軟巖結構,對滑坡穩定極為不利(朱賽楠, 2016)。T2b廣泛分布在奉節、巫山、巴東,3個地區的堆積層滑坡基本都發生在這一地層中,是庫區典型“易滑”地層。其單軸抗壓強度一般在6~25MPa,屬軟巖,在風化作用下同樣易形成“軟-硬”二元結構,遇水強度顯著降低(殷躍平等, 2004a); 并且印支及以后運動使地層節理裂隙發育,利于地下滲流與水-巖作用,若下伏滲透性較小的泥巖,地下滲流則會沿巖層接觸面流動,形成潛在軟弱滑動面(帶),易造成滑坡失穩。
LDS中僅少量滑坡發育,占比8.0%(13處)。該組以碳酸巖類為主,包括石灰巖、白云巖、泥質灰巖及硅質灰巖等,間夾砂巖、頁巖。石灰巖、白云巖均屬硬質巖,強度高,巖體完整性好,滑坡穩定性主要受控于軟弱墊層。
就滑坡總量而言,發育于SC巖組中的滑坡數量大幅度超過MSM與LDS巖組,但就滑坡線密度而言,MSM巖組滑坡發育線密度遠超其余巖組,達0.24個·km-1; 其次為SC巖組,達0.13個·km-1; 再次為LDS巖組, 為0.10個·km-1(巖組岸線長度及后文斜坡結構岸線長度參考Li et al.,2019)。可見MSM為“最易滑”巖組,T2b為“最易滑”地層。
斜坡結構用以描述斜坡坡向與下伏基巖產狀的空間組合關系,可分為順向坡、橫向坡、逆向坡以及巖層傾角小于10°的近水平坡,具體分布見圖1e。在已知斜坡結構的滑坡中,有42.2%發育于順向坡中,顯著超過其他各類斜坡; 近水平地層和逆向坡中滑坡發育數量相當,分別占27.4%和23.0%,近水平地層主要分布在萬州地區; 僅7.4%發育在斜向坡中。
但從滑坡發育線密度來看,順向坡(庫岸分布1085km,)與逆向坡(庫岸分布776km)滑坡線密度相當,均約為0.05個·km-1,斜向坡(庫岸分布360km)約0.03個·km-1。這表明與巖質滑坡在順向坡中更易發(朱冬雪等, 2020)不同,斜坡結構對堆積層滑坡發育沒有明顯的控制作用。分析認為,基巖滑坡是發生第三紀及以前地層中的滑坡,滑坡穩定性受基巖產狀(斜坡結構)、基巖結構面、軟弱夾層及巖體強度等控制,而堆積層滑坡是第四紀及近代松散堆積體沿著基覆界面或在堆積體內部形成滑動面(帶),滑坡失穩是下伏基巖界面以上一定厚度的堆積體巖土強度降低、結構破壞造成的,與下伏基巖產狀等因素沒有直接的聯系。
3.3.1 斜坡坡度
斜坡坡度影響著坡體應力分布、徑流與入滲、地下水補給與排泄等斜坡穩定性重要影響因素,對滑坡發育起直接控制作用。由圖1f可知,滑坡主要集中發育在10°~30°的斜坡上,尤以10°~20°斜坡為主,占比46.9%; 其次為20°~30°斜坡,占比35.9%。10°以下平緩滑坡和30°以上陡峭滑坡僅少量發育。過陡斜坡不利于結構松散的坡體早期堆積,過緩斜坡又因下滑力小而不容易失穩。
進一步分析發現,庫區堆積層滑坡坡度分布也存在一定的空間差異性。萬州及以西區域主要分布20°以下坡度滑坡,其中萬州地區發育的10°以下近水平坡及10°~20°較平緩滑坡為庫區最多; 絕大多數20°以上滑坡發育在萬州以東地區。這與東高西低的庫區地形相符合。并且滑坡敏感坡度也與區域基巖巖性相關,如侏羅系地層易發生8°~15°的滑坡(李松林等, 2020),與江津—萬州段廣泛分布侏羅系地層且主要發育20°以下滑坡現象相吻合。
3.3.2 滑坡高程
三峽庫區絕大多數老滑坡復活和新滑坡的產生均與庫水波動有關,且多數滑坡變形發生在庫區蓄水初期(Wang et al.,2014; Zhang et al.,2020),可見庫水作用對庫區滑坡變形的顯著影響。滑坡高程顯示坡體與庫水位的位置關系,決定著庫水對滑坡穩定性的作用水平。通過庫岸堆積層滑坡前緣高程(h1)、后緣高程(h2)和最高庫水位(hmax=175m)計算滑坡涉水程度:
其分布如圖3所示。樣本中有約84.8%(123處)的滑坡為涉水滑坡,且有59.3%的滑坡前緣高程低于庫水正常運行階段的最低水位145m。涉水滑坡中有52.8%的滑坡淹沒部位位于坡體前部(0
60%),可見庫水主要對滑坡的中前部產生沖刷、掏蝕、浸泡,以及靜、動水壓力等直接作用。

圖3 滑坡高程及涉水程度分布
堆積層滑坡坡體一般為含粉質黏土和碎石的土-石混合體,結構松散,大孔隙比和強透水性便于雨水入滲。降雨經物理化學與力學作用增加坡體下滑力,降低抗力致滑(圖4)。就物理、化學作用而言,入滲雨水可形成水膜起潤滑作用,減小顆粒間滑動阻力; 蒙脫石或伊蒙混生礦物含量較高的膨脹性巖石吸水膨脹和崩解,結構破壞; 泥化軟化巖土體,溶解顆粒間黏結物,致使巖土體強度降低; 滑體在循環降雨下承受干濕循環,巖土礦物體積在反復水化與脫水過程中不斷變化,引起結構破壞,促進風化作用,引起滑體強度顯著劣化(曾勝等, 2013)。力學作用主要體現在:滑體吸水后增重; 基質吸力可強化非飽和土顆粒間的聯結,但隨雨水入滲,巖土體飽和度提高,孔隙水壓力上升、基質吸力消散(Wang et al.,2016); 滑體內部向下滲流產生直指坡下的滲透力,增加了下滑力(Tan et al.,2018); 滑體在雨水作用下變形產生微裂隙或張拉裂隙,更有利于雨水入滲,同時裂隙儲水產生水平靜水推力,推動滑坡; 地下水位提升,浮托滑體,降低抗滑力。
降雨類型也影響著滑坡變形特征,短時間歇性強降雨由于雨水入滲深度有限,只能使一定深度范圍的土層強度明顯劣化,穩定性降低,從而容易導致淺層堆積層滑坡; 相反,長時持續性低強度降雨容易引發深層滑坡(Zhou et al.,2016; Wang et al.,2020)。
庫岸滑坡頻次在每個蓄水階段變化節點都顯著增大,且在一定年限內保持較高滑坡頻次,而后由于滑坡經過逐年變形后產生固結與壓密應力調整,其穩定性有所恢復,滑坡頻次有所降低(He et al.,2008; 李松林等, 2020)。此后庫水位在145~175m之間呈周期性變化, 30m的庫水位波動成為后續庫岸滑坡變形破壞的重要誘發因素,研究樣本中有105處(85.4%)涉水滑坡受到庫水波動顯著影響。
庫水入滲補給坡體地下水,對滑體巖土體產生與入滲雨水相同的物理化學作用,降低滑坡穩定性; 水流沖刷、掏蝕庫岸,加速庫岸再造,形成高陡臨空面,顯著影響滑坡穩定(劉新榮等, 2020)。庫水升降引起的作用于坡體內外的動、靜水壓力作用對涉水滑坡穩定性影響尤為突出(圖4),且大量案例表明,水位的快速變化是庫水降低岸坡穩定性主要原因。

圖4 降雨與水庫蓄水對堆積層滑坡穩定性影響機理示意圖
涉水滑坡按其變形破壞時所處的庫水位變動階段可分為浮托減重型、動水壓力型和復合型滑坡。庫水位在上升過程中產生垂直于坡面靜水壓力,形成“壓腳”效應。此外,在滑體滲透性等因素影響下,地下水浸潤線滯后于庫水位(Liu et al.,2005; 湯明高等, 2019),形成指向坡內的水力梯度,引起向坡體內部滲流,滲流力直指滑坡體內部,其作用在滑面上的法向分力和切向分力均增大了抗滑力,減小了下滑力; 且隨庫水位升高滯后越明顯,動水壓力也隨之增大,直至浸潤線高度與庫水位一致時,動水壓力消失,有利作用消失。但隨著庫水不斷入滲,滑體孔隙水壓力持續上升,有效應力、基質吸力持續減小,在基覆界面產生靜水壓力,引發浮托效應,減小滑體抗滑力,削弱坡體穩定性(Zhang et al.,2010)。坡體總體穩定性受上述多種有利或不利作用綜合影響,樣本中只有少數庫水型滑坡(7.6%, 8處)受庫水上升的削弱作用主導而發生浮托減重型滑坡,部分滑坡顯示受有利作用主導,其穩定性反而有所提高。
庫水下降時,滑體容重、孔隙水壓力減小,有效應力、基質吸力增大,有利于滑坡穩定。但坡體前緣水位退卻,“壓腳”效應減弱直至消失; 坡內水位下降相比庫水位滯后,形成指向坡外的動水壓力; 受高水位長期浸泡,滑帶土軟化、強度劣化嚴重等,危害滑坡穩定。樣本中大多數庫水型滑坡都在庫水下降時明顯變形(86.7%, 91處),發生動水壓力型滑坡。滑坡變形大小和速率受滑體滲透性與庫水下降速率顯著影響,滑體滲透性較低、庫水驟降會增大水力梯度,動水壓力增大,更有利于坡體滑動變形(Paronuzzi et al.,2013; Shi, et al.,2018)。復合型滑坡在庫水上升與下降過程中都發生較明顯變形,兼具浮托減重型與動水壓力型滑坡特征,此類型滑坡較少(5.7%, 6處),且仍以表現動水壓力型滑坡特點為主。
變形與破壞是滑坡演變的前后歷程,變形達質變即破壞。總體上,庫區堆積層滑坡典型累積變形曲線可大致分為5類(圖5):勻速型、加速型、階梯型、震蕩型和收斂型(Miao et al.,2018; 楊背背, 2019)。勻速型滑坡變形速度保持基本一致,累計變形呈穩定增長趨勢,滑坡可能處于初始變形或等速變形階段; 加速型滑坡位移呈指數增長,一般處于此階段的滑坡失穩風險高; 階梯型變形是庫水快速波動導致滑坡在一段時間內的變形比其他時間大,滑坡經歷多次明顯加速又隨后穩定的現象; 震蕩型位移曲線中的不規則波動顯示位移受人類工程活動或監測誤差影響; 收斂型變形顯示滑坡由于受外界誘因減弱或工程治理影響,由劇烈變形趨于平穩。
本文研究對象是《物權法》中名詞性法律術語英譯的一詞多譯現象。《物權法》是一部規范財產關系的民事基本法律,調整因物的歸屬和利用而產生的民事關系。這部法律被認為全面準確地體現了國家基本經濟制度,“這是中國踐行憲法理念、弘揚憲法精神的一座里程碑”[7]。《物權法》涉及大量基礎法律概念,具有較強的專門性,譯者對其中名詞性法律術語的翻譯理應相對規范、統一,因而本文選取《物權法》中名詞性中文術語及其譯文為研究素材,這些中文術語既包含單詞結構,也包含多詞結構。

圖5 三峽庫區堆積層滑坡典型累積位移-時間曲線
研究樣本中有62處滑坡,共68個監測點的累計位移監測數據。各類型的累積位移時序曲線數量從多到少分別為階梯型39處、勻速型10處、震蕩型9處、收斂型8處、加速型2處。其中:由于大多數堆積層滑坡為涉水滑坡,受庫區周期性雨季降雨與庫水周期性波動影響,階梯型變形在庫區堆積層滑坡中很常見,又因其特征明顯以及多次變形加速而后又趨于平穩,提高了滑坡預測預警難度,受到廣泛關注(Zhou et al.,2018; Lu et al., 2020)。
對于堆積層滑坡,堆積體與下伏基巖的物理力學特性差別較大,雨水在基覆界面滲流、積聚,且地下水活動可能產生淋濾作用,帶動滑體中的細小黏粒從淺至深運移,在基覆界面形成細小黏粒含量更高的相對軟弱帶(孫紅月等, 2012; 王志兵等, 2017),所以絕大多數堆積層滑坡的主滑動帶都沿基覆界面發育。對于堆積體較深厚的堆積層滑坡,由于堆積物形成時期跨度大,沿深度方向上物質性質不連續、邊界條件以及地下水活動差異、應力場變化等,坡內易形成軟弱帶或應力集中帶,從而在坡內發育次級滑動帶,誘發多級滑動,如新灘滑坡、八字門滑坡、白水河滑坡等。
堆積層滑坡變形破壞模式受漸進破壞主導,按滑坡始滑部位及力學機制,可主要分為牽引式、推移式和混合式3類(圖6)。
牽引式滑坡變形始于坡體前緣,漸進向后發展。滑坡前緣首先在降雨、河流沖刷、庫水漲落以及人工開挖坡腳等作用下滑移-拉裂,造成后部滑體臨空,失去支撐。并且坡體在變形過程中產生的裂縫為降雨、庫水入滲和積聚提供通道,靜、動水壓力助推滑體隨前緣失穩后漸進后退破壞(圖6a)。此類型滑坡可表現為疊瓦式向前滑移,形成多級臺地,直至整體破壞,也可形成多次級滑塊的獨立滑動(李德營等, 2017)。

圖6 三峽庫區堆積層滑坡變形破壞模式及主要力學機制
推移式滑坡變形始于滑體中后部,推動滑體前緣,引發滑移-隆起-整體下滑破壞(圖6b)。庫區廣泛發育的靠椅狀滑坡地形,后緣陡崖、陡壁利于后緣雨水入滲至基覆界面,崩滑動力和堆積加載推動中后部滑移(吳綿拔等, 1987; 李德營等, 2017),或在人類工程活動、建筑荷載等綜合因素下引起失穩; 同時后緣常發育張拉裂縫,加重降雨入滲、積聚對滑體穩定性的不利影響。
混合式滑坡兼具后緣推移與前緣牽引特點,中部在前后緣變形共同作用下形成貫通滑動面,引發滑移-拉裂-剪斷破壞(圖6c)。
研究表明,庫水波動和降雨對滑坡體的影響范圍和程度,以及對坡表和深部變形的影響格局和程度存在明顯差異(Wang et al.,2016; 鄧茂林等, 2019)。但水庫的功能決定了庫水位變化往往與雨季降雨具有一定的關聯性,難以分辨降雨和庫水各自對滑坡變形破壞特征的具體影響,如何區分兩者對涉水滑坡變形破壞的影響是一個值得關注的問題。
如圖7所示,樣本中共有109處已知變形破壞模式的滑坡,總體上看,三峽庫區堆積層滑坡的變形破壞模式以牽引式為主,其次為推移式滑坡,再次為混合式滑坡; 整體式滑坡很少,僅有一處(在此不作分析)。在降雨主導(包含部分涉水滑坡,但降雨為主要誘因)、庫水波動主導(部分包含降雨因素,但庫水波動為主要誘因)以及降雨-庫水聯合(誘發因素同時包含降雨和庫水波動,不區分主次)3種不同誘發因素組合下的滑坡變形破壞響應均與庫區總體變形破壞模式響應特征一致。

圖7 主導誘發因素下的庫區堆積層滑坡變形破壞模式響應
相比其他誘因組合,降雨主導誘發的推移式和混合式滑坡占比更高,尤其在非涉水滑坡中,推移式滑坡數量甚至超過牽引式; 相反,庫水波動主導的牽引式滑坡相比降雨主導的牽引式滑坡占比更高,且部分滑坡在受庫水影響前后的破壞模式從推移式轉變為牽引式,如鶴峰場鎮滑坡、簸箕石滑坡、青石滑坡等; 降雨-庫水波動聯合作用下的牽引式滑坡占比為各誘因組合中最高。結合各變形破壞模式的始滑部位特點,可知降雨主要引發堆積層滑坡的中后緣變形,而對坡體前緣影響相對較小; 庫水波動主要對坡體前緣產生影響,且相比降雨影響更大; 降雨-庫水波動聯合作用在坡體前緣形成耦合影響區,此時坡體前緣受影響程度最強,最易首先發生變形破壞。
總體而言,降雨相對平衡地作用于坡體的各個部位,偏向對滑坡產生整體性的影響,但受地形影響,其重點影響部位有所偏倚; 同時加快淺部和深部變形; 一次降雨的影響持續時間長,甚至達1~2個月(Zhao et al.,2012)。相反,庫水主要對滑坡的中、前部產生直接影響; 庫水上升加速滑體深部變形,減緩淺部變形,庫水下降反之(Wang et al.,2016)。
收集了三峽庫區145處堆積層滑坡的地形地貌、地質巖性、斜坡構造、主要外部誘發因素以及變形破壞特征等相關資料,探究了三峽庫區堆積層在上述內、外部關鍵影響因子下的分布發育規律及其作用機理、滑坡變形破壞特征及其對不同主導誘因組合的響應。主要結論如下:
(1)庫區堆積層滑坡以大型、中層滑坡為主,受基巖巖性控制,滑坡發育呈現顯著空間差異性,萬州—秭歸段較萬州以西滑坡數量更多、規模更大。
(2)砂頁巖夾煤層巖組(SC)和泥灰巖與砂泥巖互層巖組(MSM)是庫區堆積層滑坡的主要易滑基巖巖組。SC巖組沿岸線分布最長,發育滑坡數量最多,此中侏羅系中統沙溪廟組(J2s)起控制作用; MSM巖組中滑坡發育數量次之,但滑坡密度最高,其中三疊系中統巴東組(T2b)起絕對控制作用。軟巖和“軟-硬”互層二元結構廣泛分布、劇烈水-巖作用是庫區巖性條件對滑坡發育的主要影響因素。
(3)斜坡結構對堆積層滑坡發育密度沒有明顯控制作用; 滑坡主要集中發育在10°~30°的斜坡上,尤以10°~20°斜坡上最多,在過緩和過陡斜坡上較少發育。
(4)庫區堆積層滑坡大多為涉水滑坡,降雨和庫水波動是主要誘發因素。松散堆積體加劇降雨入滲,雨水通過軟化、泥化劣化巖土體物理化學性質,通過增大孔隙水壓力、減小基質吸力、提高地下水產生浮托力以及形成滲透力等改變滑體力學狀態; 庫水波動是涉水滑坡最重要的誘發因素,動水壓力型滑坡是庫水型滑坡的最主要類型,庫水驟降形成較大水力梯度是動水壓力型滑坡的主要力學機制,受滑體滲透性與庫水下降速率影響顯著。
(5)降雨和庫水波動各自主導影響下的滑坡變形破壞特征存在明顯差異。受庫區地形影響,降雨對滑體中后緣影響較大,降雨主導下易形成推移式滑坡; 庫水波動著重作用于滑體前緣,易誘發牽引式滑坡; 降雨-庫水波動聯合作用于滑體前緣,最易形成牽引式滑坡。