庫岸邊坡運行的實時風險率量化模型和預警方法

陳 波，劉庭赫，黃梓莘，吳中如

（1.河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098；2.河海大學 水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，江蘇 南京 210098；3.中國電建集團 中南勘測設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014）

1 研究背景

庫岸邊坡是水利水電工程的重要載體，具有地形深切高陡、地質構造活躍、應力機制復雜、變形動態演化等特征［1-2］。在長期運行中，庫岸邊坡工程常因降雨、庫水位及地下水位等外界因素變化表現出復雜的力學行為，發生變形和失穩破壞，對工程的自身經濟效益以及周邊的生命財產安全都產生巨大威脅［3-4］。因此，開展庫岸邊坡安全預警研究對于工程健康運行具有重要的現實意義。

目前，邊坡安全的預測預警技術總體上可分為3 大類：內因分析、外因分析及監測分析方法。內因分析重在建立力學模型來分析邊坡未來的受力狀況［5-8］；外因分析是考慮影響邊坡安全的環境因素等，如降雨、地震和人工開挖等因素，建立多參數預警閥值［9-10］；庫岸邊坡具有長期的安全監測資料，研究資料時間序列的變化規律也可以預測邊坡的安全演變趨勢［11-13］。近年來，大量工程經驗表明，庫岸高邊坡的失穩破壞經歷了漸變到突變的累進發展過程，且伴隨有一定的破壞前兆。如瓦伊昂水庫早在1960年蓄水初期，左岸就已經出現緩慢的岸坡蠕動變形，1963年庫水位上升導致岸坡位移速度累進加快，最終發展成體積達3 億m3的超巨型滑坡［14］；有學者針對三峽庫區的大量岸坡失穩現象展開研究，也得到了岸坡失穩是在地質環境因素和外界誘發因素的共同作用下，岸坡變形由量變發展到質變的結論。……