水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形响应机理研究

何 知 纬

(中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉 430074)

在现在的环境中，水库作为我们生活中解决饮用水的主要途径之一，对我们有着较为重要的意义，对于城市地区而言，如果周围没有自然水资源，就只能依靠水库中的蓄水来解决平时的饮用水问题。所以解决水库建设与维护中的安全问题就显得尤为重要，但是在水库中因为一些原因的影响，将会造成一些安全隐患的爆发，对这种响应机理进行研究，将会在一定程度上控制这种问题的发生，以此防止不利事态的发生。

1 研究意义

要研究水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形响应机理，首要条件是要清楚研究的意义所在。对于现在的水库建设所言，在水库蓄水情况下将会有可能诱发滑坡等不安全现象的发生，这也是维护水库安全与地质研究中较为重要的一点，水库蓄水情况下所产生的滑坡现象较多的发生在水库蓄水初期。这种情况的发生是由于蓄水期间水库的水位不断上升，使得在此期间的相应地下水位不断的上涨，在这样的基础上水库周围的土壤中所蕴含的水分将会极度上升，使得在水库周围保持水分的斜坡发生变形，并且因为土壤逐渐软化从而导致水土流失发生滑坡现象。所以对水库蓄水初期中的渗透变形响应机理的研究可以对水库周围的斜坡土壤强度加以监控，在水库水位中的变形程度加以控制，防止发生水库滑坡现象，这对于保障水库的安全有着极为重要的意义。

2 蓄水初期的相关研究

对于蓄水期间相关的研究来讲，主要通过蓄水诱发滑坡变形机理方面的研究和在蓄水环境下的滑坡稳定性研究两方面上进行重点研究观测[1]，以这两方面的检测数据结果对蓄水初期的情况加以观测控制。

2.1 蓄水诱发滑坡变形机理

在蓄水诱发滑坡变形机理研究上，滑坡是现在较为常见的地质性灾害之一，这种蓄水诱发滑坡变形的过程中除了产生滑坡蓄水量的多少这一主要因素外还受到滑坡发生地段原来的土壤密实度影响，在这基础上同时还受到降雨量的多少以及人类在施工过程中所造成的一些影响。这些人为因素和自然因素等都会对水库蓄水初期诱发滑坡变形产生一定的影响，导致滑坡现象的发生。通过对引发滑坡变形因素的研究可以实时的对水库水位的变化以及降雨量对水库土壤渗透程度进行探究，这种情况下可以对水库内蓄水量对水库中滑坡变形所产生的影响程度进行判定，轻微的减少水库滑坡变形发生的几率。

2.2 蓄水环境下的滑坡稳定性

在对水库中滑坡变形检测研究后，对于在蓄水环境下的滑坡稳定性也需要进行一定的研究，才能对滑坡后的地形进行整改，及时的做好在蓄水初期中的滑坡防范措施，增加地底基层的稳定性。而对于在蓄水环境下的滑坡稳定性监测分析方法来说，最经常使用的有刚体极限平衡法和数据分析法两种方式，以数据分析法为例，这种方法通过对蓄水环境下斜坡中的土壤含水量等数据进行记录分析，通过数据对比后得出所需结果。

3 研究内容及方法

在了解了所要研究的对象之后，接下来需要对这种研究内容和方法进行规整，以此得出最佳方案。

3.1 研究内容

在对原来水库斜坡地段的土壤密实度、水库水位的高低程度、相对应位置的地下水动态这些方面进行记录分析的基础上[2]，通过数据分析法以及在现场的调查过程中可以对研究内容进行深度解析。

1)现场调查。通过现场调查的方法对滑坡形成的基本特性及变形情况进行观察记录，再结合原有测量的资料进行分析，对水库水位变动条件下滑坡变形的规律进行一定的整理分析。

2)现场试验。用现场实验的方法获得已发生滑坡地段的土壤，并对其土壤密实度进行研究，其次从主观因素上了解构成水库斜坡地段的土壤组成成分以及水对这种土壤的渗透能力。

3)数据模拟。通过较为先进的数据模拟方式，对水库在水位变化过程中相应位置的地下水的变化情况进行研究，并在这种研究的方式上结合所得到的数据对滑坡变形和蓄水情况下的滑坡稳定性进行整理分析，得出影响因素的变化规律。在此基础上总结得出水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形响应机理。

3.2 相关性的研究方法

了解要研究的内容情况之后，采用相对应的研究方法就显得较为重要，采用的研究方法主要包括了资料收集整理、野外地质调查、现场及室内试验、数值模拟这四步骤[3]。

1)资料收集整理。对水库周围地段的地形地貌、水位涨幅程度和水库周围的地质构造等方面进行资料的收集并加以整理，在此程度上还要对水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形中的数据加以详细检测并记录数据，方便进行整理得出结论。

2)水库地质调查。对水库周围地区斜坡地带的土壤条件进行调查，重点检查分析滑坡地段中土壤的特征以及滑坡现场稳定性现状，在这样的基础上对各个地段进行对比，结合所测量数据对不适宜的地段加以巩固修建。同时通过这种现场调查，为后续的数值模拟建立一定的基础条件。

3)现场试验。这种试验是为了数据模拟所提供依据从而进行的一些对比试验，例如对所获得的水库滑坡地段土壤进行基本的数据获取试验，这种方式在一定程度上可以有效地得出数据，一般都提供作参考，但也是这种实验方法不可或缺的一部分。

4)数值模拟。通过原来所测得的数据再利用数值模拟软件对水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形响应机理中的影响因素进行测定，例如对蓄水初期地下水的渗透情况以及水库蓄水过程中水位的上涨幅度进行模拟检测，这样可以对滑坡的稳定性评价提供一定的数据。

3.3 实施步骤

首先对现场进行调查，再对所调查得到的资料进行整理得出水库周围地质环境条件，通过所获得的资料对水库周围土壤进行简要分析，对土壤强度进行数据记录，在将数据记录做完后可以进行现场试验[4]，以此得出水库周围斜坡地段的地质特征。在进行试验时首先要做好对试验仪器的检测，制备好样品后再进行试验，通过对所得的结果分析来对自己原来的试验原理加以验证，通过数据模拟的方式再结合所测得的资料进行分析，得出滑坡变形影响机理与滑坡稳定性的因素规律。以此对水库初期蓄水滑坡体变形及其稳定性发展趋势进行研究得出规律。

4 结语

通过对水库蓄水初期堆积层滑坡渗透变形响应机理方面的研究，我们仔细对其中的研究意义和蓄水初期中研究的相关方法做出了解，这些研究的数据对以后的实施治理过程有着极为重要的意义，有着不小的科学价值，能够极大的保障现在的水库安全问题。在这一基础上，使得现在的滑坡情况得以极为有效的控制，稳定了现在的水库基部，这种情况下，将会让如今的水库蓄水期间的安全得到最佳的保障。

[1] 吴昊宇,崔圣华,裴向军,等.灌溉诱发黄土滑坡的离心试验研究[J].人民长江,2017,48(S1):259-263.

[2] 门梦飞,易庆林,张明玉,等.三峡库区白家包滑坡变形机制分析[J].三峡大学学报(自然科学版),2017,39(2):43-47.

[3] 卢书强,张国栋,易庆林,等.三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理[J].南水北调与水利科技,2016,14(3):144-149.

[4] 王志涛.库水波动下滑坡地下水力学作用分析[J].甘肃水利水电技术,2015,51(3):12-15，24.