三峡库区千将坪滑坡地质力学模型研究-岩土力学

第28卷第7期 岩 土 力 学 V ol.28 No.7 2007年7月 Rock and Soil Mechanics Jul. 2007

收稿日期：2006-07-21

作者简介：肖诗荣，男，1963年生，副教授，博士研究生，从事水文地质、工程地质与环境地质实践、教学与研究工作。E-mail: xsr655@

文章编号：1000－7598－(2007) 07－1459－06

三峡库区千将坪滑坡地质力学模型研究

肖诗荣1, 2，刘德富2，胡志宇2

（1.武汉大学 水利水电学院，武汉 430072；2.三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室，宜昌 443002）

摘 要：三峡水库初次蓄水不久，千将坪即发生了特大型滑坡。通过对千将坪滑坡滑动区与影响区的勘察试验及对比研究，查明了千将坪滑坡的物质组成、结构及滑坡边界条件，分析了滑坡影响因素及其机制，建立了千将坪滑坡的地质力学模型。分析表明，千将坪滑坡为三峡水库水位上升与降雨联合诱发的水库新生型深层岩质滑坡，水库蓄水起主要和关键作用。 关 键 词：千将坪滑坡；地质模型；力学模型；三峡水库；降雨 中图分类号：P 554 文献标识码：A

Study on geomechanical model of Qianjiangping landslide,

Three Gorges Reservoir

XIAO Shi-rong 1, 2

, LIU De-fu 2, HU Zhi-yu 2

(1. School of Water Resources and Hydropower, Wuhan University, Wuhan 430072, China;

2. China Three Gorges University Key Laboratory of Geological Hazards in Three Gorges Reservoir Area, Ministry of Education, Yichang 443002, China)

Abstract: The Qianjiangping landslide, occurred soon after the TGP Reservoir had retained water for the first time, belongs to a large scale landslide. Based on the survey and exploration of the Qianjiangping landslide and its adjacent influenced slope, this paper reveals the components, textures and boundary conditions of the landslide, analyzes the factors causing slide, and sets up the landslide’s geological model and the mechanical model. From the analysis it is indicated that the Qianjiangping landslide was a palingenetic rock landslide trigged by the cooperation of the reservoir water and rainfall; but the reservoir water is a key factor. Key words: Qianjiangping landslide; geological model; mechanical model; Three Gorges Reservoir; rainfall

1 前 言

2003年7月13日0时20分，即在三峡水库初次蓄水至135 m 后的第43天，湖北省秭归县砂镇

溪镇千将坪村山体突然下滑约1 500余万方，历时 5分种。滑坡对人民生命财产和社会经济造成巨大损失。

滑坡区位于长江支流青干河岸坡的千将坪村，距长江3 km ，如图1所示。滑坡地处鄂西山地长江三峡中的巫峡与西陵峡间的秭归盆地，盆地内山顶高程一般500～1 500 m ，属侵蚀构造中、低山地貌

类型。在构造单元上滑坡位于秭归与百福坪－流来观背斜的过渡地段，背斜南翼。滑坡及周缘出露的基岩为侏罗系中～下统聂家山（J 1－2n ）底部碎屑岩，岩层总体产状为120°～160°，∠15°～45°。

根据1977年中国地震烈度区划图及三峡工程

论证地震专家组的意见，青干河一带地震基本烈度为Ⅵ度。

千将坪滑坡发生后，国内外有关科研单位和学者进行了不同程度的研究。王治华[1]采用人机交互

解译135 m 高程临蓄水前航摄像片和现场验证相结

合的方法获取了千将坪滑坡的各要素特征、规模及滑坡前后的地质环境，认为千将坪滑坡为老滑坡大

部分滑体的复活。陈永波[2]认为，滑坡的形成和发

图1 千将坪滑坡地理位置

Fig.1 Location map of Qianjiangping Landslide

岩土力学2007年

生是一个多因素综合作用的结果。松散的坡体物质和破碎结构、有利的地形地貌条件构成了滑坡形成的本因；而降水、灌溉水以及河流的冲刷淘蚀浸泡作用，为滑坡的发生提供了诱发条件。Fa-Wu Wang[3]等认为，层间剪切错动带构成滑坡滑面且为单滑面，砖厂取土及降雨已使滑坡处于临滑状态，水库蓄水是千将坪滑坡的主要诱发因素。张业民[4]提出千将坪滑坡兼具前缘牵动和后缘推动的力学特征，其引发因素可能与强降雨以及青干河水位的大幅度抬升等有关。同期廖秋林[5]等也明确提出，滑体脆弱地质结构和集中降雨是滑坡的主要成因，而青干河水位上升与滑坡前部砖厂开挖则在一定程度上加速了滑坡的发生。王治华等人[6]在论证滑坡复活机制时明确提出：三峡水库区第1期蓄水是触发“7.13”（千将坪）滑坡的主要原因，雨季强降水为次要诱发因素。

综上所述可知，以往对千将坪滑坡的研究主要是在滑坡地貌研究或现场踏勘的基础上进行的，没有全面揭露滑坡地质结构，也未进行滑坡变形破坏的数值和物理模拟分析研究。

由于千将坪滑坡的地形地貌、物质组成及结构构造在三峡库区具有典型代表性，因此，深入研究该滑坡，对于预测、预防和治理三峡库区水库新生型滑坡具有十分重要的意义。千将坪滑坡发生后，国土资源部三峡库区地质灾害防治工作指挥部委托三峡大学对千将坪滑坡机制进行研究。设立4个专题，（1）千将坪滑坡地质力学模型研究；（2）降雨及库水位耦合作用下千将坪滑坡饱和-非饱和、非稳定渗流场研究；（3）千将坪滑坡失稳机制的数值模拟研究；（4）千将坪滑坡失稳机制的物理模型试验研究。本文为专题1研究成果概要。

勘查试验工作布置在千将坪滑坡区及其影响区，主要勘查试验工作量有：钻探，共布置19个孔，进尺840 m；开挖平硐2条，计180 m；竖井2个，计57 m；滑带现场大型原位直剪试验4组；等等。

2 滑坡地质模型研究

2.1 滑坡地形地貌

图2显示了滑坡滑动前原始地貌：千将坪滑坡所在的青干河北岸岸坡为一半圆弧形凸岸地貌，半圆弧中点为青干河老公路桥。高程140～210 m段为10°～15°左右缓坡；210～380 m段为25°左右斜坡；380～400 m段为10°～15°左右缓坡；400 m以上为30°斜坡。岸坡西侧及前沿为高25～40 m的临空陡崖，岸坡前沿河滩高程约100 m。图3为滑坡滑前一典型地质剖面图。

图4为滑坡滑动后的地形地貌：滑坡滑动后，后缘高程为280～400 m形成宽200～400 m、长约200 m的三角形顺层滑壁；西侧形成一条走向150°左右的沟槽及堆积垄；东侧为一个走向130°左右、倾角50°左右的陡壁；滑坡中后部高程170～280 m 为滑坡平直滑动的斜坡段，原始地形基本未变，为20°～25°的斜坡；滑坡中前部高程150～170 m 为滑坡弧形滑动的反翘区（反向倾角10°～20°），地形总体平缓，横向裂缝发育；滑坡滑舌跨过青干河，最大爬高约80 m。图5显示的是滑坡滑动后的典型地质剖面。

2.2 滑坡地层岩性及物质组成

原斜坡主要为基岩坡，组成斜坡的基岩为侏罗系中～下统聂家山组（J1-2n）碎屑岩：主要包括中厚层泥质粉砂岩、紫红色粉砂质泥岩、厚层石英砂岩，夹生物碎屑灰岩及碳质页岩条带；其次为第四系堆积物，主要有崩坡堆积物、河漫滩堆积。河漫滩堆积的砂卵石层已淹没于三峡水库中，但千将坪滑坡将部分河漫滩堆积物推出水面。

滑坡主要由块裂岩体（基岩，松动碎裂）组成，在滑坡表部局部见有散落堆积块体及原地表崩坡积物。

图2 滑坡滑前地形平面图

Fig.2 Geomorphic map before sliding

图3 滑坡滑前典型地质剖面图

Fig.3 Typical geo-section map before sliding

140°～155°

22°～35°

J1-2n

135 m水位线

层间错动泥化带

剪出口高程100 m

1460