Page 83 - 水利学报2021年第52卷第5期

F b F b F b F b
F s F s

（a） 库水上升阶段渗流力和浮力作用示意 （b） 库水下降阶段渗流力和浮力作用示意
图 11 木鱼包滑坡地质力学模型

5 滑坡变形机理与变形趋势

5.1 木鱼包滑坡变形机理 如图 11 所示，由于木鱼包滑坡中后部岩层倾角与坡角相近，在重力作用
下，顺层段滑体沿滑带向下挤压变形，构成了滑坡的主要促滑段。滑坡前缘岩层从中倾逐渐变平缓
再过渡至弯曲反翘，相对平缓的滑动面坡度和较大的滑体厚度，在自重作用下趋于稳定构成了滑坡
的主要抗滑段。因此，在靠椅形岸坡形态的控制作用和重力、库水等因素的驱动作用下，促滑段不
断挤压抗滑段滑坡向临空面发生推移式蠕滑变形。
作用在斜坡单元上的水动力作用可以等效表示为渗流力（F）和浮力（F ）。渗流力（F）表示水流通
s
b
s
过空隙的摩擦阻力，与水力梯度成正比，并作用于水流方向，渗流力（F）对边坡稳定性的影响称为动
s
水压力效应 ［19］ ；浮力（F ）则可改变滑体的有效重量，从而增加或减小滑坡的下滑力，对滑坡稳定性
b
的影响称之为浮托减重效应 ［20］ 。
库水位上升阶段，库水浮力的增长滞后于动水压力，有利于滑坡稳定而减缓滑动变形，库水
位上升初期保持着较低形变速率。此后，库水入渗导致地下水位进一步抬升，坡体内外水头差的
减小，涉水滑体内动水压力和浮力此消彼长，前部滑体阻滑力随库水位升高明显下降，滑坡变形
速率逐渐提升，在位于最高水位时到达形变速率最大。当库水位在高水位轻微下降，致使滑体前
部自重减轻而削弱其抗滑力，同期的动水压力转向坡外。在此叠加作用下，中后部滑体推挤前部
滑坡出现加速变形，滑坡在此时段内位移明显增长。当库水位逐渐缓降至 145 m，库水浮力随库
水位降低而减小，向坡外的渗流力亦随滑坡内外的水头差减小而降低，滑坡在此期间稳定性逐渐
恢复。

月滑坡事件数量

库水位/m

日期（年月）
图 12 三峡库区蓄水试验水位波动与滑坡复活频率的相关性

5.2 木鱼包滑坡变形趋势 从世界范围来看，大多数水库诱发滑坡在初始阶段表现出严重变形，在
［2］
经历多年的变形后，滑坡的变形量逐渐减小甚至停止，逐渐达到变形的自适应 ［21-24］ 。李永康 对三峡
库 区 滑 坡 变 形 数 量 与 复 活 滑 坡 频 率 之 间 的 关 系 进 行 了 统 计 分 析（图 12）， 在 试 验 性 蓄 水 的 前 三 年

— 585 —