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水 利 学 报

2022 年 4 月 SHUILI XUEBAO 第 53 卷 第 4 期

文章编号：0559-9350（2022）04-0379-13

三峡库区高陡岸坡溃屈失稳机理及防治研究

殷跃平 ，王鲁琦 ，赵 鹏 ，张枝华 ，黄波林 ，王雪冰 1
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（1. 中国地质环境监测院，北京 100081；2. 重庆大学 土木工程学院，重庆 400045；
3. 重庆市二零八地质环境研究院有限公司，重庆 400700；4. 三峡大学 防灾减灾湖北重点实验室，湖北 宜昌 443002）
摘要：本文对三峡工程蓄水运行期间岩体损伤劣化导致高陡岸坡失稳机理进行了研究。三峡峡谷地段岩体具有上
硬下弱的二元易滑地质结构，位于水库消落区的相对脆弱岩体易于出现损伤劣化并导致强度下降。在现场调查及
监测基础上，本文建立了水位下降干燥状态、水位上升饱和状态及过渡状态下消落区劣化岩体的损伤本构模型，
提出了采用水位周期涨落后劣化带的峰值应力与劣化带有效应力之比作为高陡岸坡危岩溃屈失稳稳定系数的定量
评价方法。对巫峡段箭穿洞危岩进行了应用研究，结果表明，本文所提出的稳定性评价方法可以很好地表征高陡
岸坡宏观塌落、变形和基座应力非线性增加等演化状态，弥补了常规极限平衡稳定性分析方法不能准确刻画溃屈
失稳演化过程的缺陷。针对高陡岸坡的溃屈失稳破坏模式，提出了基座劣化岩体补强加固的防护方案，为三峡库
区高陡危岩的风险管控提供了支撑。
关键词：三峡库区；高陡岸坡；损伤劣化；溃屈失稳
中图分类号：TV223.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20210996

1 研究背景

三峡库区峡谷段主要受隆起碳酸盐岩褶皱带的控制，构成了以背斜和向斜地层、优势断裂和节
理以及溶蚀河流切割等地貌组合构成的多种易滑地质结构，成为滑坡和崩塌地质灾害的易发区 ［1-4］ 。
2008 年三峡工程开始 175 m 正常高程设计水位蓄水运行之后，因汛期防洪的需要，每年水位将在 175 m
至 145 m 之间涨落，形成高约 30 m 的水库消落区。随着库水位长期的往复升降，水库消落区岸坡岩
体出现明显的损伤劣化。岸坡结构的持续劣化和强度降低，加剧了库岸斜坡的失稳破坏，高陡岸坡
（图 1）。
一旦塌落，形成的涌浪将对长江航道和城镇构成严重威胁 ［5-6］
三峡库区巫峡段受背斜和向斜构造控制，高差约 600 ~ 1200 m，坡角为 35° ~ 85°，河谷深切陡
峻，成为高陡岸坡危岩集中分布地段（图 2）。巫峡经历了间歇性构造隆升、河流切割，形成了多级陡
崖，易发生大型滑坡和崩塌灾害 ［7-8］ 。
自 2008 年以来，在三峡库区秭归—奉节沿岸发现了不同程度的岸坡劣化现象，并以西陵峡、巫
峡和瞿塘峡高陡峡谷区段劣化现象尤为强烈。特别是，在巫峡段因库岸岩体劣化所诱发的高风险区
域不断扩大，包括了龚家方劣化带、剪刀峰劣化带、青石劣化带、箭穿洞危岩带、黄岩窝危岩带以
及板壁岩危岩带（图 3）。
不少学者对库水位周期性消落下库区岸坡的稳定性进行了分析 ［9-11］ ，但是，长期损伤劣化过程所
导致的岸坡失稳破坏机理研究仍然亟待加强 ［12-15］ 。本文将以三峡库区巫峡段为例，研究库水位波动作
用下高陡岸坡溃屈失稳机理，并结合典型实例，对相应的工程防治措施进行探讨。

收稿日期：2021-11-09；网络首发时间：2022-04-08
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20220407.1112.001.html
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基金项目：国家自然科学基金项目（42077234）；中国博后面上基金项目（2021M700608）；重庆市地质灾害防治中心科研项目
（KJ-2021047）
作者简介：殷跃平（1960-），研究员，博士生导师，主要从事地质灾害研究。E-mail：yinyp@cigem.cn
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