水库蓄水对库岸边坡稳定性的影响

水库蓄水对库岸边坡稳定性的影响

水库在蓄水过程中，水位会发生变化，使库区沿岸地区的地质和水文条件随之发生明显的变化，对库岸边坡稳定性造成了严重的影响，进而发生滑坡等地质灾害，威胁到沿岸以及下游地区居民的财产和生命安全。因此必须重视水库蓄水对于库岸边坡的稳定性所造成的影响，深入研究其变化的规律。并采取有效措施加以防治。本文将对水库蓄水对库岸的稳定性造成的影响进行分析。

标签：水库蓄水；库岸边坡；稳定性；影响

1、引言

由于经济建设的需要，我国的水利工程的建设数量和规模都在不断的增加，遇到的边坡灾害也越来越多，成为了对水利工程的建设安全的重要威胁。水库在蓄水过程中极易引发边坡出现滑坡等地质灾害，因此对库岸边坡稳定性进行分析和研究对于水利工程项目的建设以及运营安全都具有极其重要的作用。对边坡稳定性产生影响的因素还很多，不仅会影响水库的有效库容，造成建设成本增加以及工期延长等问题，还会严重威胁下游地区人民群众生命和财产的安全。因此广大工程技术人员以及相关的研究人员应对此问题加以重视，深入分析，采取有针对性的措施对这一问题进行有效的解决。

2、水库蓄水对库岸边坡稳定性造成影响的主要因素

2.1水岩作用的影响

水库蓄水后，水位发生抬升，使得地下水水位也发生了抬升现象。而库岸边坡与地下水间岩土体所形成的相互的作用是十分重要的一种地质应力，对边坡水岩作用会造成明显的改变，从而影响了边坡稳定性。

2.1.1物理作用

水库在蓄水以后，边坡在浸水饱和的作用下，会导致其岩土体发生相关的水理作用，出现软化、崩解或沉陷的现象。而滑体的岩土体在浸水饱和以后，会造成水岩作用的减弱。同时地下水位发生变化后，岩土体填充物会出现泥化以及软化的现象，其物理性质发生了改变，从而降低了库岸边坡安全系数。坡体内所汇聚的地下水会对坡体产生润滑的作用，降低了其摩擦阻力，进一步影响了边坡稳定性[1]。

2.1.2化学作用

地下水长期对岩土体进行浸泡，会导致各种化学反应的发生，如地下水中富含的镁离子与钙离子将置换岩土中的钠离子，导致岩土孔隙度与渗透性增大；水渗透到岩体矿物结晶格架中产生水化作用，岩体结构变化，内聚力减小；这些都

将破坏岩土体微观的结构，从而降低了边坡安全系数。同时，岩土体遭到浸泡后岩土体当中的阳离子与水作用，造成水酸度增加，阴离子与水作用，造成水碱性增加，造成岩土物质发生改变，影响其力学性质，矿物的颗粒出现破碎现象，也会降低边坡稳定性[2]。

2.2水库蓄水水位的变化对边坡的影响

水库的蓄水使得沿岸自然环境产生了较大的变化，而库区水位抬升所导致的地下水位升高，进一步造成了水文条件发生动态的变化，影响了水库两岸的地质条件。水库蓄水抬升水位后，临水边坡浸水的面积增大，使得滑体在滑动面上有效的应力以及滑带饱水后的强度下降。蓄水位升高后，地下水位以及孔隙的水压力也随之升高，加剧了边坡的变形，进而导致边坡滑动。而蓄水水位反复发生变化会导致发生滑坡的机率增加，这主要是因为水位反复变化对使得地下水对细小的颗粒产生运移作用，对坡体造成侵蚀，使得滑动面产生孔穴，降低了其抗剪的强度[31]。

2.3降水对边坡稳定性的影响

在水库的蓄水阶段如果发生较强的降水也会影响边坡稳定性。降水对边坡造成的影响比较复杂。降水会使土体的容重以及抗剪的强度出现变化，从而影响边坡稳定性。降水还会引起地下水位的升高，加之侵蚀边坡的坡脚以及裂隙的水压力所引起的浮托力，在这些因素的共同作用下会导致滑坡的发生。

2.3.1会对坡体的容重产生影响

庫区如果雨季的降水量比较大，降水会使滑体的含水量增加。滑体在蓄水的过程中会产生大量的裂缝，降水会通过这些裂隙迅速的渗入到滑体内，从而增加土体容重，使其力学性质产生变化，增加了滑动的力矩，而与此同时抗滑力矩的增量要比滑动力矩增量小，造成边坡稳定性降低。

2.3.2发生滑坡的力学机制

发生降水时，降水快速渗入土体，使其含水量迅速饱和，滑带孔隙的水压力升高，从而引发了滑坡灾害。降水改变了滑体内动静水的压力以及浮托力。在蓄水的过程中，发生滑坡前会首先在局部出现失稳破坏，并在滑坡的后缘和中部出现裂缝或局部的隆起或沉陷。降水会迅速的渗入到裂缝中，对滑体产生劈裂作用，使裂缝进一步加深或贯通。如果库区水位的变动幅度比较小，降水将迅速渗入滑体，导致其地下水位升高，使滑体浮托力增加，从而导致了滑体失稳。

3、防治库岸滑坡的有效措施

3.1对滑坡的坡头和坡脚进行处理

由于蓄水所引起的滑坡可以对滑坡的坡头和坡脚进行相应的处理，首先计算

其稳定系数，再通过推理计算和稳定系数找出推滑部分的确切位置，并设计科学合理的施工的方案，在滑坡的头部实施削破处理，使滑坡下滑力得到有效的降低，同时可以将削下的所有土石压放在坡脚处，从而提高其抗滑的能力。

3.2合理设置相应的抗滑桩

在水库蓄水达到一定的高度后，滑坡滑动的模式会发生改变，一般会由推移式变成牵引式的滑坡。如果滑坡的土层较厚时，在地表会出现比较明显的变形或破坏的迹象，应及时设置相应的抗滑桩，并应减小埋深，并将其设置于滑体的前缘处，从而使抗滑力能够削弱作用在抗滑桩上的力。为保证抗滑效果，可以在垂直位置布设三排抗滑桩。

3.3合理设置截水沟和排水沟

库区的降水比较多时，滑坡的后部会有较多的裂缝。大量的降水会使裂缝的充水十分严重，造成边坡稳定性降低。所以，水库在蓄水前要在滑体的两侧设置排水沟，并在滑坡体后缘的一定距离处设置截水沟。

3.4对水库蓄水的水位和速度进行控制

水库的水位达到较高的阶段时（超过100米），其水位的下降有助于提高边坡稳定性。通过相关实践经验发现，水库蓄水的水位达到110-115米左右时，其边坡比较稳定，而蓄水的水位达到115-130米左右时，滑坡的稳定性比较好。所以在水库完成蓄水后，应将水位的高度保持在115米到正常的水位范围内，同时要对水库水位的波动速率进行科学合理的控制，从而提高边坡稳定性[4]。

4、总结

水库蓄水会使得沿岸的地质和水文条件发生明显的变化，对边坡稳定性造成严重的影响，也会对沿岸以及下游地区的人们群众的生命安全和财产安全造成威胁。所以对水库的蓄水以及蓄水的过程对边坡稳定性所产生的影响应进行深入的分析，要对变化情况详细的了解和充分的掌握，从而更好的保证水库建设的顺利展开以及水库的安全运营。

参考文献：

[1]宋丹青，梁收运，王志强. 库水位对库岸边坡稳定性的影响[J]. 人民黄河，2016，38（7）：95-99.

[2]宋丹青，王丰，梅明星，刘鹏飞. 水库蓄水对库岸边坡稳定性的影响[J]. 郑州大学学报（工学版），2016，37（1）：60-64.

[3]纪南，吕城腾，王蓓. 库水位变化对库岸稳定的影响[J]. 中国煤炭地质，2016，28（10）：48-52+70.