意大利瓦依昂滑坡研究综述

肖诗荣　魏瑞琦　李莹　杨璇喆

摘要：1963年10月发生的意大利瓦依昂滑坡是水电开发史上的转折点，更是地质灾害研究和防治历史上的新起点。对瓦依昂滑坡的研究进程进行了梳理，归纳和总结了主要研究成果。结果表明：60余年来，关于瓦依昂滑坡的研究取得了丰富的成果，其中对于滑坡地质结构和地质模型形成了基本一致的共识；但学术界对于该滑坡成因、变形机理和高速滑动机理还存在着完全不同的研究结论和假说。对于滑坡成因，主要包括库水为主诱发和降雨为主诱发两种成因机制；对于滑坡启动变形机理，主要有滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减进而启动滑坡变形和孔隙水压力作用启动滑坡位移两种观点；而对于滑坡高速滑动机理，主要包括摩擦生热孔隙水增压及汽垫效应，以及滑带峰残强降剧动启程+速度劣化强度复合加速效应两种假说。此外，还对瓦依昂滑坡的进一步研究方向和要点进行了探讨和展望。研究成果可为指导特大灾难性顺层滑坡的预测预警及防治提供参考。

关 键 词：瓦依昂滑坡； 滑坡成因； 变形机理； 高速滑动机理； 特大顺层滑坡

中图法分类号： P642.22

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.019

0 引 言

1963年10月9日在意大利威尼斯北部山区发生瓦依昂滑坡，瓦依昂水库左岸2.7亿m3的山体高速（20～30 m/s）下滑，激起巨浪越过坝顶，造成洪灾，2 000余人遇难，并使瓦依昂水库工程报废。

瓦依昂滑坡是水电开发史上的转折点。此事件之后，世界上大多数水库工程都进行了安全条款修订，仅1964～1967年，法国、德国、意大利、日本、美国乃至联合国教科文组织相继出台水库工程新规范。

瓦依昂滑坡的发生促使地质灾害防治和地质工程学科进入一个具有划时代意义的崭新发展阶段，地质灾害学术史将瓦依昂滑坡后的时期称为“后瓦依昂时代”。在后瓦依昂时代，部分国家将地质灾害防治列为政府和工程、学术界最关注的问题之一。瓦依昂滑坡发生后，意大利立即成立了滑坡防治委员会，在罗马大学、都灵大学和意大利结构模型試验研究所分别建立了研究中心和试验室；瑞士洛桑科技大学成立了阿尔卑斯山区崩塌、滑坡灾害试验研究中心；日本自1963年起，成立了日本滑坡学会，至今十分活跃，并在京都大学建立了防灾研究所，在日本科技厅设立了防灾研究中心等；香港地区的地质工作者将地质灾害防治明确列为中心任务；美国地质调查所将地质灾害调查研究列为首要任务；在1988年联合国倡导的开展“减轻自然灾害10年”活动中，地质灾害防治占有重要地位；中国在1989年将控制重大自然灾害列为国家9个重点发展领域之一。近年来，国际滑坡协会（ICL）定期不间断举办国际滑坡研讨会，取得了丰硕的研究成果。

从瓦依昂滑坡事件发生以及2013年在意大利帕多瓦（Padova）举办的瓦依昂滑坡50周年纪念大会至今，工程界和学术界对这一史无前例的灾难性滑坡的反思并未停止。自瓦依昂滑坡防治总负责人、岩石力学学者缪勒（Mǜller）教授1964年在其主编的《岩石力学与工程地质》期刊上发表第一篇有关瓦依昂滑坡的文章［1］以来，瓦依昂滑坡一直是国际学术和工程界研究和讨论的课题，取得了大量的研究成果。然而，复杂的滑坡现象和机理，如滑坡成因、滑坡启动和变形机制以及高速滑动机理，在工程师和学者间众说纷纭、争论不断，至今尚无统一定论。大量的滑坡滑后研究成果对类似瓦依昂滑坡的特大顺层滑坡的防治指导作用未达到预期效果，国际上仍不时发生特大顺层滑坡灾难，不过滑坡规模和灾害损失不及瓦依昂滑坡。

本文对近60 a的瓦依昂滑坡研究进展及重要成果进行初步梳理和总结，并对后续研究提出展望。

1 滑坡灾害概况

瓦依昂水库大坝修建于意大利北部威尼斯省瓦依昂河下游的深切峡谷河段（见图1～2，峡谷深300 m），隆加罗内（Longarone）镇东侧，水库库容1.69亿m3，设计库水位高程722.5 m，大坝为混凝土双曲拱坝，坝高265.5 m。大坝于1960年竣工，设计坝前水深130 m，水库最大水深232 m。瓦依昂滑坡发生于瓦依昂水库左岸近坝岸坡。

1963年10月9日22：38（格林威治时间），在水库水位上升至710 m高程又回落至700 m高程时，大坝上游左岸托克（Toc）山北坡山体突然整体滑下体积为2.7亿m3的超巨型滑坡体。厚约250 m的山体在数十秒内冲入水库，以最大滑速30 m/s滑行400 m后阻滞于峡谷北岸岸坡。巨型滑体使坝前1.5 km长的库段被填满成为“石库”，因而整个水库失效报废，但混凝土拱坝却安然无恙。在这场灾难中，滑坡发生的过程不到1 min；从滑坡到坝下游被毁，不到7 min。

瓦依昂滑坡灾害史无前例，损失巨大。滑坡产生的涌浪超出库水位达235 m。涌浪过坝高度超出坝顶100 m（见图3（a）），到达下游1.4 km的皮亚韦（Piave）河（见图3（b））河口时，立波仍高达70 m。约3 000万m3 过坝水流冲毁了位于其下游数公里之内的一切物体。河口的隆加罗内（Longarone）镇及沿途的其他市镇都被冲走。巨大的滑体落入水库时，水流前锋巨大的冲击浪和气浪连同猛烈的水流，破坏了坝内所有的设施。这次震惊世界的惨痛事件遇难人数达2 043人，包括正在发电厂内值班及住宿的60名技术人员。

2 滑坡研究历史

瓦依昂滑坡研究历史大致分为5个阶段：① 滑前阶段（1959～1963年）；② 滑后最初6 a（1964～1969年）；③ 1985年国际大坝会议前15 a（1970～1985年）；④ 1985年国际大坝会议后20 a（1985～2005年）；⑤ 瓦依昂滑坡50周年学术研讨会前后17 a（2006～2022年）。

2.1 滑前阶段（1959～1963年）

Dal Piaz于1928年研究了规划中的瓦依昂水库岸坡稳定性，认为虽然岸坡岩体存在长大裂隙，但岸坡稳定条件比本地区的其他山体好［3］。1958年，Dal Piaz对瓦依昂水库左岸上坝公路边坡岩体露头进行了再次调查，认为岸坡岩体虽然局部破碎但未受到扰动，未发现山体先前滑动的迹象。在1960年3月水库岸坡发生小规模滑坡后，Dal Piaz于1960年7月对瓦依昂水库岸坡稳定性进行再次研究，并坚持其观点：该区域没有老滑坡，不会发生大规模滑坡，岸坡下部局部存在的小型滑塌或滑坡将使岸坡达到新的平衡稳定。

1957年，缪勒受邀评估瓦依昂大坝坝肩和水库岸坡稳定，在短时间对岸坡岩体构造踏勘考察的基础上，认为瓦依昂岸坡局部可能将发生100万m3左右的滑坡［1］。

由电力公司S.A.D.E.组织的瓦依昂水库岸坡稳定性研究开始于1959年3月，瓦依昂峡谷西北约 50 km 外的彭特赛水库（Pontesei Reservoir，见图1）岸坡在初次水库蓄水、瓦依昂大坝建设即将竣工时发生一次600万m3 的水库滑坡，该滑坡激起30 m高的涌浪翻坝造成洪灾。因此，建设方S.A.D.E.为评估库岸稳定性，委托缪勒开展瓦依昂水库岸坡稳定性评价研究。塞曼扎（Semenza）为该课题研究的地质负责人。

1959年3月至1963年10月，塞曼扎对瓦依昂水库岸坡进行了地质调查和研究［4］。塞曼扎在1959年发现瓦依昂峡谷存在古滑坡，紧邻大坝上游左岸岸坡，古滑坡滑带及剪出口位于夹泥灰岩（Malm）底部（与1963年10月9日滑坡位置基本一致），峡谷右岸存在古滑坡残留体（Colle Isolato），并于1960年对模型进行了修正，提出了古滑坡模型（见图4）。塞曼扎在给意大利国家电力公司（ENEL）提交的岸坡稳定性评价报告中指出，水库左岸岸坡老滑坡有蓄水后重新滑坡的危险。

由于左岸岸坡山体地层的连续性和完整性，以及其他学者的异议，塞曼扎提出的存在古滑坡观点和古滑坡模型未得到缪勒教授以及电力公司设计工程师的完全认可。尽管如此，缪勒教授研究团队仍然高度重视岸坡稳定性，在左岸岸坡进行了地表位移监测和钻孔地下水位监测，密切监测岸坡岩体位移情况和地下水位动态。

瓦依昂水庫第一次蓄水自1960年2月开始，3月即在滑坡东侧坡脚发生一次小规模滑塌；10月底，库水位达到高程645 m时，滑坡后缘出现长约2 km、宽约1 m的拉裂缝，坡体出现累计42.5 cm位移，位移速率3～4 cm/d；11月4日，库水位达到650 m高程时，滑坡西侧前缘发生顺坡向70万m3滑坡，该滑坡坡脚高程约600 m；库水位从1960年12月4日至1961年1月降至600 m高程，此时，坡体位移速率仅0.1 cm/d；当库水位降至600 m高程以下后（最低585 m高程），坡体位移完全停止。

瓦依昂水库于1961年10月开始第二次蓄水，至1962年1月底，蓄至650 m高程。在此期间，坡体位移十分缓慢，位移速率低于0.1 cm/d，与第一次蓄水至650 m高程时的坡体位移呈鲜明对比。对此，缪勒认为是“首次饱和湿润效应”（pre-wetting）［1，5］，对岸坡稳定性影响不大。当库水位于1962年12月初升至700 m时，位移速率仅0.2～0.3 cm/d。水位停留在700 m高程1个月，至1962年12月底时，坡体位移速率突然升高至1.2 cm/d。随后库水位又逐渐下降，于1963年3月底降至650 m高程，此时坡体位移再次停止。这与缪勒提出的“首次饱和湿润效应”较吻合。

瓦依昂水库第三次蓄水于1963年4月开始，于6月初到达695 m高程，此时坡体位移速率为0.3 cm/d。当库水位于7月中旬升高至705 m高程时，坡体位移速率为0.4～0.5 cm/d。8月中旬库水位继续升高并于9月初升至710 m高程，坡体位移速率突然升至1 cm/d；至10月初，位移速率升至2～4 cm/d。此时降低库水位，并于10月9日降至700 m高程，但坡体位移速率并未如预计随库水位下降而相应回落，反而剧烈位移，位移速率达20 cm/d，最终在1963年10月9日发生岸坡整体高速下滑。

2.2 滑后最初6 a（1964～1969年）

1964年，缪勒在《岩石力学与工程地质》上发表的关于瓦依昂滑坡反思文章［1］揭开了瓦依昂滑坡近60 a事后研究、反思的序幕。1964～1969年，阿尔卑斯山脉附近的意大利和其他欧洲国家的学者和工程师们对瓦依昂滑坡进行了积极的事后考察和研究［1，5-11］。在意大利国家电力公司（ENEL）的支持下，缪勒团队进行了滑坡滑后勘探，其开展的滑坡事后研究最为典型和突出。这一时期的文章介绍了滑坡的地质模型、地质环境、滑带强度试验成果，讨论了滑坡成因及滑坡运动过程，提出了不一样的滑坡启动成因假说和各种高速滑动假说。在这数十篇文章中，一半为意大利文，一半为英文，且只有缪勒［1，5］、Broili［6］和Kiersch［7］的文章为英文。他们最早将瓦依昂滑坡介绍给了世界同行，引起了世界同行特别是北美学者和机构的高度关注。

这一时期，缪勒［1，5］、Broili［6］、Kiersch［7］、塞曼扎、哈芬尼（Haefeli）［9］、Habib［11］等人的研究最具代表性。

缪勒［1，5］、Broili［6］进一步勘察了瓦依昂滑坡的地质结构，整理分析了滑坡变形位移资料，认为地质结构的研究、滑坡地质模型的构建对于防灾十分重要，但否认瓦依昂滑坡存在黏土夹层滑带。Kiersch［7］全面分析了瓦依昂滑坡的成因、变形、滑动及成灾过程，是当时对瓦依昂滑坡介绍比较全面系统的文献。塞曼扎在1965年以意大利文发表文章，通过滑后的进一步调查研究，对滑坡的地质模型进行了修正，并进行了滑带土残余强度试验［2］。哈芬尼［9］提出水下块体破裂时可造成裂缝中孔隙水压力异常激增的水锤机制，以解释瓦依昂滑坡的高速滑动机理。Habib［11］于1967年以意大利文发表文章，最早提出滑坡滑带摩擦制热、热液汽化产生汽垫效应的瓦依昂滑坡高速滑动机理，认为滑带摩擦过程中，机械动能转化为热能，使滑带中的水汽化，产生汽垫效应，从而使滑带抗剪强度为0。

2.3 1985年国际大坝会议前15 a（1970～1985年）

整个20世纪70年代至1985年国际大坝会议，欧美的学者在持续研究瓦依昂滑坡，探索其启动机制和高速滑动机理。

最典型的是Patton和Hendron 曾于1975，1976，1979年，3次在瓦依昂滑坡现场进行地质调查和勘察，取得了丰富、详实的第一手资料，并在1985年发表了著名的瓦依昂滑坡专项研究报告［3，12］。

加拿大学者Lo等［13］基于缪勒、Broili等人的滑坡滑后勘察成果，对瓦依昂滑坡的启动及高速滑动机理进行了解读。他们认为滑体下伏鮞粒灰岩内存在承压水，否认滑带中存在黏土夹层；此外，他们利用简布法计算了滑坡东、西两部分的稳定性，认为滑坡东、西是一个统一的滑动整体，滑带西部顺层而东部切层是由于瓦依昂峡谷的地形条件（特别是东部边界的地形限制）造成的。

Olson［14］结合瓦依昂滑坡滑带实际，对含黏土矿物高岭土、伊利石及蒙脱石的滑带土进行剪切强度试验。Romero等［15］研究了瓦依昂滑坡的动力学过程和运动特征。Habib［11］进一步研究滑坡滑动过程中滑带土孔隙水汽化、抗剪强度丧失的原理，并奠定了他的滑坡運动过程热-液-汽作用假说的创立者地位。Trollope［16］通过实验模拟，探讨了瓦依昂滑坡的三级失效机制，即应变软化-应力释放-孔隙水压漂滑。Voight等［17］在Habib研究的基础上建立了滑带土摩擦生热-热液增压-抗剪强度降低的模型，是该时期滑带土孔隙水热液增压假说的集大成者。

2.4 1985年国际大坝会议后20 a（1985～2005年）

1985年8月在美国普渡（Purdu）大学召开的国际大坝会议，重点讨论了20世纪50年代末和60年代初，两起震惊全球的重大岩体失稳事故：① 1959年，法国60 m高的马尔帕塞（Malpasset）薄拱坝（此时为其蓄水后5 a），由于左坝头沿片麻岩中的绢云母页岩发生滑动，导致坝体破裂而失事；② 发生于1963年10月9日晚的意大利瓦依昂水库滑坡（此时为其蓄水后3 a）。

这次大会的召开，进一步激起和推动了瓦依昂滑坡的研究热潮。这个时期，以Hendron与Patton［3，12］、迪克（Tika）［18］、塞曼扎［2，4］、Vardoulakis［19］等人的研究成果具有代表性。

Hendron与Patton［3，12］在70年代曾3次深入滑坡现场，全面深入调查了滑坡地质条件，包括滑前滑后地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件；对滑坡边界特征尤其是滑带及东侧边界做了仔细查勘，研究了滑带的三维形态；从现场取滑带样进行了剪切试验，取得了大量试验数据。通过分析研究，巴顿得出如下研究结论：瓦依昂滑坡是以原生黏土夹层为滑带的老滑坡复活，黏土夹层的排水残余摩擦角为12°；库水和降雨联合产生的孔隙水压力是滑坡的诱发因素。

迪克等［18］对取自瓦依昂滑坡滑带的土样进行了环剪试验，试验结果表明：在高速滑动状态下，瓦依昂滑坡滑带土最低摩擦角为5°，是慢剪残余强度的40%。此外，迪克阐释了土样抗剪强度随剪切速度增加而降低的机理（土体膨胀和自由水的释放），提出滑带摩擦强度随滑移速度增加而降低可能是瓦依昂滑坡高速滑动的成因，滑带由延性破坏（蠕变）渐进到脆性破坏可能是滑坡的启动机理。

塞曼扎［2，4］一直致力于瓦依昂滑坡研究，并努力构建符合实际的瓦依昂滑坡地质模型。他在1961年修正的滑坡模型的基础上，于1998，2000，2002年逐步完善了滑坡模型。最后修正的滑坡新模型与滑坡老模型前后缘基本一致，但古滑带深度完全不同，于是修正了古滑坡滑带的埋藏深度，将其抬高至1963年10月9日滑坡的上部，实际承认了1963年滑坡基本是新生滑坡。

Vardoulakis［19］在Voight等［17］提出的摩擦生热孔隙增压理论基础上，建立了不考虑汽化效应的瓦依昂滑坡摩擦生热孔隙增压一维动力学数学模型。Vardoulakis模型是比较经典的模型，也是后继学者学习和深入研究的基础。

中国学者钟立勋［20］首次用中文发表了瓦依昂滑坡相关研究成果，其认为库水浸泡劣化岩土体强度是滑坡的主要成因，并与中国湖南省柘溪塘岩光滑坡（1959年）进行了对比研究。

2.5 瓦依昂滑坡50周年学术研讨会前后17 a（2006～2022年）

以2013年在意大利帕多瓦（Padova）举办的瓦依昂滑坡50周年学术研讨会为时间中心的前后约17 a，是瓦依昂滑坡研究的最新阶段。虽然学术界对瓦依昂滑坡地质模型及滑带物质组成达成了基本共识，但对于滑坡的启动机制、高速机理及成因仍具有很大争议。

这段时期的欧洲特别是意大利学者的研究最为活跃，以Petley［21］、Veveakis［22］、Ferri［23-24］、Paronuzzi和Bolla［25-26］、Wolter［27］、Dykes［28-30］等的研究具有代表性。

Petley等［21］利用Saito［31］和Fukozono［32］提出的基于特大滑坡变形速率倒数与时间关系曲线（1/v-t）的统计分析成果，即“Saito效应”（1/v-t曲线为直线时，滑坡为脆性变形阶段，为渐近线时滑坡变形为延性；可预测滑坡破坏时间），对瓦依昂滑坡滑前的1961～1963年变形位移速率进行了Saito效应分析。结果表明：瓦依昂滑坡1961～1962年的1/v-t曲线为渐近线，而1963年为直线，说明滑坡蠕滑阶段经历了由延性变形向脆性破坏的变形机制转变，滑坡加速下滑前为脆性破坏机制，脆性变形破坏时间大约为滑前60 d。 Petley的研究成果被较多学者认可。

Veveakis等［22］在Vardoulakis［19］热增压模型的基础上对瓦依昂滑坡蠕滑阶段的摩擦热增压机理进行了研究。通过建立刚性块体蠕滑模型，推演了滑坡蠕滑阶段的摩擦热增压数学模型，估算出滑坡破坏时间为实际破坏时间之前169 d，滑带局部开始滑动和热增温破坏的时间为实际滑动前的21 d。Veveakis的理论和数值模型研究成果是后续滑带热增压机理研究的基础。

Ferri等［23-24］在瓦依昂滑坡取滑带样进行了环剪试验，进行了干湿样的对比试验。与迪克试验的滑速0.08 m/s及3 m剪滑距结果不同，Ferri试验的滑速为1.31 m/s、剪滑距为34 m，与滑坡实际工况更为接近。试验表明，干燥条件下的滑带高速滑动增温可达数百摄氏度，而饱水条件下的滑带增温不超过90 ℃。Ferri的试验成果明确了滑带抗剪强度与滑带含水量及滑速密切相关，1960～1963年的滑坡位移加速/减速是源于其含水量的波动；在给定滑速下，饱和含水条件的强度参数比干燥（或室内湿气）条件下的强度参数低70%～100%。

Paronuzzi和Bolla等［25-26］自2000年起研究瓦依昂滑坡的地质结构及变形特征，认为瓦依昂滑坡是一个由水库蓄水引起的古滑坡复活：该古滑坡具有厚达40～50 m的软弱滑带蠕变区，滑带区之上覆盖100～130 m厚的刚性岩块体（后期位移分解）。Paronuzzi和Bolla提出：由于滑坡东北部前缘岩体对滑移的阻滞以及1960年秋的先期变形破坏，在1963年10月整体滑移前，滑坡经历了由脆性到延性的变形过程，并分析了变形过程中对应的微地震事件证据。

Wolter等［27］利用遙感及长距离地形测绘新技术，对瓦依昂滑坡后缘滑壁形态及其地层构造特征进行了分类研究，分析了滑坡运动特征，提出了滑坡变形破坏的块体运动特征及其序次。

Dykes等［28-30］系统研究了瓦依昂滑坡的文献资料，重新建立了滑坡滑面的三维形态，进行了滑坡稳定性三维极限平衡计算分析并与二维分析成果对比，提出：瓦依昂滑坡是受具有沉积和构造成因的层间黏土夹层滑带控制的新生顺层滑坡，滑带基本为直线型，不具有所谓的“靠椅状”形态特征；强降雨产生的孔隙水压力是其主要诱发因素，库水只是碰巧阻滞了滑体内上层滞水的消散；此外，Dykes分析了瓦依昂滑坡灾害的地质结构内因和可能的诱发因素，总结了该滑坡灾害教训。

肖诗荣等［33］对世界三大典型水库型顺层岩质滑坡（瓦依昂滑坡、2003年三峡库区千将坪滑坡、1959年湖南省塘岩光滑坡）工程地质进行了比较研究，认为这三大滑坡高度相似，均为新生型滑坡，库水作用是滑坡主要诱发因素。

3 主要研究成果

基于前述瓦依昂滑坡研究历史，对该滑坡近60 a的主要研究成果作简要归纳总结。关于瓦依昂滑坡的主要研究成果包括滑坡地质模型、滑坡成因类型、滑坡启动机制及高速滑动机理等。

3.1 滑坡地质模型

塞曼扎于1959年初步确立了瓦依昂古滑坡地质模型（见图4），滑带形态为上陡下缓的“靠椅状”，并于1960年，基于滑坡后缘出现的“M”形拉裂缝新情况，修改并提高了滑坡后缘高程（见图5～6）［2，34］；塞曼扎1960年构建的瓦依昂古滑坡地质模型与1963年10月滑坡的后缘边界、东西两侧边界以及剪出口完全一致。塞曼扎的1960年瓦依昂滑坡地质模型得到了巴顿等大多数学者的认可。

缪勒于1964年经过滑坡滑后勘察研究提出的地质模型（见图7），但缪勒坚持滑坡滑带中不存在软弱层［1］。

Hendron与Patton［3］在基本认同塞曼扎1960年地质模型的基础上，对滑坡滑带进行了地层学调查，确认了组成滑坡顺层滑带的岸坡岩层层间有多个黏土夹层存在，并确认了顺层滑带的沉积学地层背景及东部切层滑带的断裂构造背景；对滑带的三维形态、延伸展布进行了界定。Hendron与Patton 1985年确定的滑坡地质模型见图8～11。

塞曼扎在1963年10月滑坡发生37 a后，于2000年重新提出了瓦依昂滑坡的形成机制和系列演化过程（见图12），修改了古滑坡滑带位置，将古滑坡滑带提高至1963年10月滑坡滑体的上部，即确认了1963年滑坡为新生滑坡［2］。

Dykes等［28-29］综合各类文献资料，仔细校验了滑带三维分布形态，绘制了1963年瓦依昂滑坡滑带顶板等高线及横剖面图（见图13～14），基本否定了塞曼扎1960年地质模型中滑带的“靠椅状”形态，认为瓦依昂滑坡滑带基本为近直线型，仅滑坡西部600～700 m高程处滑带略有变缓。

Patton界定的地质模型、塞曼扎2000年构建的地质模型以及Dykes细化的滑带形态得到普遍认可。据此，本文简要总结瓦依昂滑坡地质模型如下。

（1） 滑坡地质环境。瓦依昂水库建在意大利北部阿尔卑斯山地的瓦依昂河谷中，瓦依昂河谷由深切峡谷（深约300 m，近直立）及上叠“U”形冰川谷（岸坡坡角50°左右）构成，构造上呈不对称向斜谷，向斜轴部靠近左岸，向斜轴缓倾上游（9°～20°）。岸坡由上侏罗系的夹泥灰岩（Malm）、中侏罗系灰岩（Dogger）以及白垩系灰岩组成。滑坡所在的左岸岸坡为岩层倾向河谷的上陡（岩层倾角约40°）下缓（局部近于水平）的顺层斜坡。岸坡岩溶较发育，山体透水性总体较好。

（2） 滑体与滑床。滑体主要为上侏罗系的夹泥灰岩（中厚层夹薄层），滑床为中侏罗系灰岩（中厚层）。

（3） 滑带。滑带由Malm地层与Dogger地层交界处的多层厚5～15 cm的层间泥质夹层组成，二维分布特征是上陡（岩层倾角约40°）下缓（局部近于水平）；三维分布特征为滑带倾向上游9°～24°。滑坡剪出口位于峡谷南坡550～600 m高程处，且沿层间泥质夹层带（剪出口部位）有泉水出露。

（4） 滑坡主要边界。后缘边界为顺河走向的近直立断层或节理，西侧边界为地表出露的顺层黏土夹层（滑带），东侧边界为走向与峡谷近正交的中高倾角断层或节理。

（5） 滑坡规模及主要运动特征。滑坡后缘高程950～1 200 m，一般为1 100～1 200 m高程，最低高程950 m；前缘剪出口高程550～600 m，一般高程600 m，最低高程550 m。滑坡前后缘（南北向）高差500～600 m，滑坡长约2 km（沿河流走向，东西向），滑坡体积约2.7亿m3，滑距400～500 m，滑速25～30 m/s。

3.2 滑坡成因类型

瓦依昂滑坡的成因类型主要包括两方面内容：① 滑坡的主要触发或诱发因素；② 滑坡是新生滑坡还是老滑坡复活。

3.2.1 滑坡主要诱发因素

研究文献对于瓦依昂滑坡的诱发因素有两种不同的研究结论：① 库水为主诱发滑坡；② 降雨为主诱发滑坡。

（1） 认为降雨诱发滑坡的主要有Hendron、Patton和Dykes等岩石力学专家。Hendron和Patton［3，12］梳理了瓦依昂滑坡1960～1963年库水位-降雨-位移速率之间的相关关系（见图15），认为降雨是造成岸坡山体孔隙水压力升高的原因，而从三维滑坡静态稳定性计算过程和结果看，孔隙水压力对滑坡稳定性起关键作用，所以降雨是滑坡变形失稳的主要诱发因素。Dykes等［28-29］将滑带形态由“靠椅状”修正为近直线型后，经滑坡稳定性静态三维极限平衡计算分析，认为降雨形成的上层滞水产生的孔隙水压力是滑体启动变形的动力，无需考虑库水形成的孔隙水压力及淹没作用。Hendron、Patton和Dykes等的结论都是基于二维及三维滑坡静态极限平衡计算分析。

（2） 认为库水诱发滑坡的主要有塞曼扎［2］、Ferri［23-24］、钟立勋［20］、肖诗荣［33，35］、王兰生［36］等。1960年塞曼扎［2］基于地质历史分析，判断瓦依昂滑坡在水库蓄水作用下将失稳，后期（2000年）发表的文献又坚定了库水是滑坡主要诱因的结论。Ferri等［23-24］通过滑带环剪试验得到瓦依昂滑坡滑带土（蒙脱石为主）抗剪强度受含水量和滑移速度控制的特性，表明瓦依昂滑坡是在饱和工况下变形破坏的，而提供稳定的水饱和环境只能是库水的淹没和浸泡。钟立勋、肖诗荣等通过意大利瓦依昂滑坡、1959年中国湖南省柘溪唐岩光滑坡及2003年中国三峡库区千将坪滑坡的类比研究，明确认为瓦依昂滑坡主要为库水诱发，降雨作用次之。

3.2.2 新生滑坡或老滑坡复活

早期，学术界基本认同塞曼扎于1963年提出的滑坡是老滑坡复活的观点，以Hendron与Patton［3，12］的文章最为典型。随着研究的深入，学术界和工程界逐渐认为瓦依昂滑坡为新生型滑坡。滑坡发生37 a后，塞曼扎修改了其早期的瓦依昂滑坡演化模型，将古滑坡滑带提高至1963年滑坡滑体上部，即事实上确认了1963年滑坡为新生滑坡［2］。Dykes等［28-29］经极限平衡计算分析认为：1963年滑坡滑带抗剪强度不可能是残余强度状态，而是处于峰值状态；如果滑带为残余强度状态，滑坡早已失稳。因此，Dykes认为1963年瓦依昂滑坡是新生滑坡，与塞曼扎后期观点一致。Petley、Ferri、Dykes等分析揭示了瓦依昂滑坡从延性变形到脆性破坏的渐进破坏过程，即滑坡临滑前，滑带存在岩桥剪断破坏，也说明了其为新生型滑坡［21，23-24，28-29］。目前，学术界基本认同瓦依昂滑坡是新生型滑坡。

3.3 滑坡变形机理

瓦依昂滑坡变形机理包括两方面的内容：① 滑坡启动变形机理；② 滑坡蠕滑阶段的渐进变形机理。

3.3.1 滑坡启动变形机理

对于瓦依昂滑坡启动变形机理，主要有两种观点：① 孔隙水压力作用启动滑坡变形；②滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减从而启动滑坡变形。

（1） 持孔隙水压力作用启动滑坡渐进变形机理观点的主要学者有Hendron、Patton、Dykes等，通過库水位、降雨及滑坡变形位移三者关系的分析以及滑坡静态极限平衡稳定性分析，认为由降雨产生的孔隙水压力作用是滑坡启动变形的动力［3，12，29-30］。

（2） 认为滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减进而使滑坡启动变形的主要学者有Ferri、肖诗荣等。Ferri等［23-24］对瓦依昂滑坡滑带土（含蒙脱石为主）进行干湿样剪切试验结果对比，指出滑带抗剪强度与滑带含水量密切相关：在给定滑速下，饱和含水条件的滑带土强度参数比干燥（或室内湿气）条件下的强度参数低70%～100%；滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减是滑坡启动蠕滑变形的成因。肖诗荣等［33］对中国三峡库区千将坪滑坡（与瓦依昂滑坡高度类似）滑带土（含伊利石和蒙脱石为主）进行浸泡试验，揭示了滑带土浸泡软化强度衰减规律：浸泡条件下，滑带土在60 d内完成强度衰减；其中，滑带土饱和浸泡30 d的抗剪强度衰减率为33.7%，属于快速衰减阶段，占整个衰减幅度的87%；后30～60 d为慢速衰减期。试验结果验证了瓦依昂滑坡、千将坪滑坡、塘岩光滑坡三大滑坡均在库水蓄水浸泡30 d左右启动变形的共同事实和共性机理。

滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减的滑坡启动变形机理具有较详实的实验基础，且较符合滑坡实际水文地质环境，被多数学者所接受。

3.3.2 滑坡渐进变形机理

Petley分析了瓦依昂滑坡渐进变形的力学机制，Ferri用实验验证了瓦依昂滑坡渐进变形特征的成因。

Petley等［21］通过滑坡变形速率倒数与时间关系曲线（1/v-t ）的统计分析（“Saito效应”分析），认为滑坡蠕滑阶段经历了由延性变形向脆性破坏的变形机制转变，即滑坡在1961～1962年为延性变形（见图16（a）），而1963年为脆性变形（见图16（b）），滑坡加速下滑前为脆性破坏机制。Petley的研究成果被较多学者认可。

在Petley理论分析的基础上，Ferri等［23］通过试验成果指出滑带抗剪强度与滑带含水量及滑速密切相关，解释了1960～1963年的滑坡位移加速减速起伏变化是源于其含水量的波动，是随滑带含水量变化的时快时慢的渐进变形过程。

3.4 滑坡高速滑动机理

学术界关于瓦依昂滑坡高速滑动机理的假说较多，如哈芬尼［9］提出水下块体破裂时可造成裂缝中孔隙水压力异常激增的水锤机制；Trollope［16］通过模拟试验，探讨了瓦依昂滑坡的三级失效机制。有代表性和影响力的假说主要有2种：① 摩擦生热孔隙水增压及汽垫效应；② 滑带峰残强降剧动（岩体峰值强度迅速降低到残余强度的快速启动模式）启程+速度劣化强度复合加速效应。

3.4.1 摩擦生熱孔隙水增压及汽垫效应

综合Habib［11］、Voight［17］、Vardoulakis［19］和Vev-eakis［22］等的研究，对摩擦生热孔隙水增压及汽垫效应基本理论简述如下。

滑坡运动过程中，滑带摩擦位移，机械动能转化为热能，使滑带中的孔隙水温度升高并产生超孔隙水压，甚至在一定条件下如深厚滑坡及滑带软弱等条件下发生汽化；摩擦升温可使滑带土热塑崩解，而孔隙水压增大直接减轻滑带正应力，降低滑带抗剪强度，如果产生汽垫效应，则使滑带抗剪强度降低为0，从而促使滑坡高速滑动。

摩擦生热孔隙水增压及汽垫效应假说主要基于理论分析和数学模型推演，其摩擦升温尤其是饱和环境下滑带土摩擦升温较少得到实验验证。

3.4.2 滑带峰残强降剧动启程+速度劣化强度复合加速效应

综合Hendron、Patton［3，12］、迪克［18］、Petley［21］、Ferri［24］、Dykes［28-29］及肖诗荣［35］等的研究成果，滑带峰残强降剧动启程+速度劣化强度复合加速效应包括以下两部分。

（1） 滑带峰残强降剧动启程。滑坡经历了从延性变形到脆性破坏的渐进破坏过程。滑坡临滑前，滑带存在岩桥剪断破坏阶段，最后一个岩桥剪断破坏时，出现滑带强度从峰值强度向残余强度突变的弹性能释放，瞬间产生巨大的推力，滑坡以较快的初始速度滑动。

（2） 迪克、Ferri等的滑带环剪试验成果揭示了滑带强度存在随滑速衰减的现象及规律［18，24］：环剪试验条件下，当滑速大于0.7 m/s时，摩擦强度为0。试验成果说明了瓦依昂滑坡以较快的初速度加速下滑后，随着滑速的加快，引起抗剪强度的不断降低，滑带抗剪强度快速减低至丧失为0。

4 后续研究展望

基于瓦依昂滑坡研究现状，认为学术界将可能从以下4个方面进一步深入研究瓦依昂滑坡。

（1） 瓦依昂滑坡滑带渐进变形破裂机制试验研究。通过试验，研究滑坡滑带渐进变形破裂过程及机制，以及滑带贯通过程中的滑移、爬坡及岩桥剪断破裂过程和规律。

（2） 受含水量和滑速影响的瓦依昂滑坡滑带土抗剪强度劣化模型研究。通过岩土试验及数值试验，量化滑坡滑带土抗剪强度与含水量及滑动速度的相关关系，建立受含水量和滑速影响的瓦依昂滑坡滑带土抗剪强度劣化数学模型。

（3） 瓦依昂滑坡滑带摩擦生热孔隙水增压机制试验研究。对滑坡滑带摩擦生热孔隙水增压机制进行试验研究，尤其是通过试验实现并验证滑带饱和环境下的摩擦生热孔隙水增压机制。

（4） 基于大型物理模型试验的瓦依昂滑坡变形机理及高速滑动机制综合研究。开展大型物理模型试验，综合研究瓦依昂滑坡诱发因素、变形机理及高速滑动机制。

5 结 语

瓦依昂滑坡的相关研究取得了丰富的研究成果，其中，人们对于滑坡地质结构和地质模型形成了基本一致的共识，对于滑坡成因、变形机理和高速滑动机理也多数达成一致。然而，由于滑坡位移资料的代表性和完整性不够、地下水位资料的不完全且相互矛盾、早期研究试验手段方法的局限性以及当今水岩耦合作用研究的不完善，学术界对于瓦依昂滑坡的成因、变形机理和高速滑动机理还存在着完全不同的研究结论和假说。随着现代科技的发展，瓦依昂滑坡的几个关键学术问题必将逐步取得趋于一致的研究结论。研究成果可为特大灾难性顺层滑坡的预测预警及防治提供一定指导。

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（编辑：高小雲）

Review on Vaiont Landslide in Italy

XIAO Shirong1，2，WEI Ruiqi1，2，LI Ying1，2，YANG Xuanzhe1，2

（1.Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area of Ministry of Education，Yichang 443002，China； 2.College of Civil Engineering and Architecture，China Three Gorges University，Yichang 443002，China）

Abstract：

The Vaiont Landslide，occurred on October，1963 in Italy，was a turning point in the history of hydropower development，and also a new starting point in the history of geological disaster study and prevention in the world.This paper reviewed on the research process of the Vaiont Landslide，preliminarily summarized the main research results.The research showed that over the past 60 years，abundant achievements have been made in the study of Vaiont Landslide，among which a basic consensus has been formed on the geological structure and geological model of the landslide.However，there were completely different conclusions and hypotheses on the genesis，deformation mechanism and high-speed sliding mechanism of the landslide.As for the causes of landslide，there were two views：reservoir water induced landslide and rain induced landslide.As for the mechanism of landslide initiation deformation，there were two main viewpoints：the shear strength attenuation that was caused by soil saturation softening in sliding zone triggered the landslide deformation，and the action of pore water pressure triggered the landslide displacement.As for the high speed sliding mechanism of landslide，there were two main hypotheses：friction-generated pore water pressurization and steam cushion effect，and the acceleration effect of landslide rapid onset due to peak to residual strength drop+the effect of strength deterioration with speed in slip zone.In addition，the further direction and key points of research for Vaiont Landslide were discussed and prospected.The research results can provide references for the prediction，warning and prevention of extremely catastrophic bedding landslide.

Key words： Vaiont Landslide；landslide causes；deformation mechanism；high-speed sliding mechanism；super-large bedding landslide

收稿日期：2022-03-04

基金項目：国家自然科学基金面上项目（41272310）

作者简介：肖诗荣，男，教授，研究方向为边坡工程及地质灾害。E-mail：416315671@qq.com