考虑劣化效应的顺层灰岩岸坡滑移-拉裂研究

郑洪春 闫国强 孙位 冯冰洋 唐瑶

收稿日期：2023-05-15；接受日期：2023-08-29

基金项目：国家自然科学基金项目（42077234）

作者简介：郑洪春，男，高级工程师，博士，主要从事库区地质灾害及移民管理研究。E-mail：zheng_hongchun@ctg.com.cn

通信作者：闫国强，男，工程师，博士，主要从事库区地质灾害防治与岸坡劣化机理研究。E-mail：yan_guoqiang@ctg.com.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章编号：1001-4179（2024） 06-0159-08

引用本文：郑洪春，闫国强，孙位，等.

考虑劣化效应的顺层灰岩岸坡滑移-拉裂研究

［J］.人民长江，2024，55（6）：159-166.

摘要：三峡库区在高程145～175 m之间的周期性水位调控，促使库区巫峡段灰岩岸坡劣化损伤加剧，稳定性衰减。通过引入劣化深度L0以及岩层滑移厚度H建立了滑移-拉裂计算模型，研究巫峡段顺层灰岩岸坡受侵蚀劣化脱空时的滑移-拉裂破坏。研究结果表明：当L0不变时，随着H增加，岸坡易于失稳且失稳距离x明显增大；随着L0变大，同一H岩层面滑移失稳距离x明显变大，可增加约3倍有余，岩层面参数的劣化衰减使顺层岸坡更易发生深厚层、大规模的失稳破坏；当L0较小时，易沿坡肩后部“滑移-拉裂”破坏，随着L0逐渐变大，破坏模式变为坡肩前后部同时发生滑移-拉裂失稳。针对岩层面易受库水损伤的顺层岸坡，治理方案建议为：坡肩及后缘滑移块锚索（杆）加固+坡肩前缘岩层出露面“挂网+喷浆+随机锚杆”组合方案，以达到“固头”以及隔绝“劣化损伤”通道的目的。研究成果可为库区内顺层灰岩岸坡岩体劣化稳定性分析以及工程治理提供一定技术参考。

关  键  词：顺层灰岩岸坡； 稳定性分析； 岩体劣化； 劣化深度； 三峡库区

中图法分类号： P642.22

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.022

0  引 言

由于三峡水库库水调度，形成了高程145～175 m之间的水位消落带［1］。在库水位升降循环中，变幅带岩体处于一种浸泡-风干交替状态，这种浸泡-风干交替作用对岩体结构来说是一种“劣化损伤”作用［2-4］，促使岩溶岸坡消落带岩体节理裂隙发育。而节理裂隙与结构面处往往是岩溶以及岩体劣化最活跃场所［5-7］，进一步加速了碳酸盐岸坡变形破坏演化与岩体劣化进程［8］。在三峡库区巫峡段广泛分布有顺层灰岩岸坡，顺层岸坡本身作为极易诱发大型致命滑坡的结构类型［9］，同时叠加岩层面（结构面）劣化效应，极易发生沿层面的滑移失稳破坏［10-11］。

中国首例顺层岩质水库滑坡为1961年湖南省柘溪塘岩光滑坡，方量140万m3，滑速达25 m/s，涌浪21 m，死亡40余人［12］，经济损失巨大。1963年震惊世界的瓦伊昂滑坡即为典型的顺层岩质滑坡，方量高达 2.6亿m3，滑速达20～30 m/s，虽然灾前显示出明显滑动征兆，布置了专业监测仪器，但仍未能避免悲剧的发生［13］。不少学者［14-17］对瓦伊昂滑坡的启动及快速滑移机制进行了探索，认为滑带受库水作用软化、力学参数急剧衰减是导致岸坡失稳并快速滑移的主要原因［18-20］。2003年7月13日三峡水库初蓄水1月后发生千将坪顺层岩质滑坡，方量约1 500万m3，造成14人死亡，10人失踪，经济损失惨重。不少学者［21-23］对千将坪滑坡进行研究总结后发现，千将坪滑坡的失稳启动机制与瓦伊昂滑坡颇为相似。顺层岩质边坡变形失稳的主控界面是岩层层面［24-25］，其最典型的两种破坏模式分别为：滑移-拉裂与滑移-弯曲［8，26］。传统的顺层岸坡稳定性评价较少考虑岩层面（结构面）的劣化损伤特性，在边界约束条件不变的情况下，稳定系数为一定值，这与巫峡段顺层灰岩岸坡实际不符。随着库水周期的干湿循环、冷热交替、物理化学溶蚀等，即使是相同的边界约束，由于岸坡岩层面自身强度参数、各力学指标的衰减劣化，岸坡的稳定性呈下降趋势。因此，对于岩体劣化特征明显的巫峡段顺层灰岩岸坡的稳定性评价，亟待引入一种考虑岩体劣化效应的顺层岸坡概化模型及稳定性计算方法。

本文结合三峡库区巫峡段顺层灰岩岸坡劣化特征，建立考虑岩体劣化效应的顺层滑移-拉裂破坏模型，引入岩层面劣化深度L0，探讨了不同劣化深度L0以及岩层厚度H对顺层灰岩岸坡的稳定性影响，以及对应的极限滑移失稳距离x，最后针对该类型劣化岸坡提出了相应的防治建议。

1  巫峡段顺层岸坡宏观劣化特征

2008～2021年间对三峡库区巫峡段岩溶岸坡进行了长期跟踪调查，调查区两岸总长43.5 km，顺层岸坡长为20.68 km，占比48%，其中巫峡右岸顺层岸坡占右岸长度比高达62%，左岸顺层岸坡占比相

对较小，为33%。特别是青石村至抱龙河口段两岸

顺层灰岩岸坡劣化现象极为显著，此处两岸劣化带顺层岸坡长达9.29 km，占巫峡顺层岸坡总长45%（表1、图1）。

岸坡岩体在长时间物理化学作用下，岩体强度逐渐劣化，会促使已有节理裂隙进一步加宽变深。库水沿着新生扩展裂隙进行物理化学侵蚀，又进一步加剧了岩体劣化。巫峡区顺层岸坡底部受侵蚀劣化脱空，形成良好临空面，上部岩层出露，存在潜在的沿层面滑移-拉裂破坏风险（图2（a））。部分岸坡由于30 m消落带长期的水岩劣化作用，导致岸坡趾部软化，在后部上覆山体压力作用下，形成了滑移-弯曲隆起［26］（图2（b））。根据前期调查研究［6-7］，岩体劣化主要沿着结构面进行，且由表层向岸坡深部劣化作用趋弱，存在着一个临界劣化深度L0。顺层岩质岸坡之间的岩层面以及分布的泥化夹层本身就是易滑结构，叠加周期循环的“水-岩-结构面”劣化作用，岸坡稳定状态大大削弱，极易形成大规模滑移破坏。限于篇幅，本文主要针对考虑岩体劣化效应的滑移-拉裂模型进行研究。

2  考虑岩体劣化效应的顺层滑移-拉裂破坏模型

根据巫峡段顺层灰岩岸坡宏观劣化现象（图2（a））概化顺层滑移-拉裂破坏模型如图3所示。其中β为坡角，α为岩层倾角，各岩层近似平行，后部拉裂面BiC近似与岩层面垂直。任意选取第i层岩面与坡面交界处为原点Ai（0，0），顺岩层方向作x轴，以垂直x轴向上作y轴，建立直角坐标系。顶部坡肩位置D0已知为（xD0，yD0）。据已有研究成果［2，6-7，25］，岩体劣化的强弱不仅与岩性以及所处的工况环境有关，同时与岩体埋深以及与天然界面的距离有关，岩体埋深越深，距外部劣化作用面越远，其劣化效应越弱［27］。这里为了便于研究，采用近似线性相关的空间劣化函数式，即任意第i层岩面中黏聚力Ci、摩擦系数tanΦi、后缘拉裂面抗拉强度σti距外界劣化作用原点Ai（0，0）距离x越远，受到劣化作用越弱，强度越高，直至一个临界劣化深度L0时，劣化作用可忽略不计，此时的岩体物理参数可采用原位新鲜岩体的强度参数值。由图3建立岩体参数空间劣化函数式如下：tanΦi=kΦix+tanΦi，0≤x≤L0tanΦi0，x＞L0（1）

Ci=kCix+Ci，0≤x≤L0Ci0，x＞L0（2）

σti=kσtx+σti，0≤x≤L0σti0，x＞L0（3）

式中：kΦi，kCi，kσt为第i层岩面各物理参数对应空间线性劣化系数；Ci，tanΦi，σti为第i层岩面经过库水多次循环劣化作用后的强度数值；tanΦi0，Ci0，σti0为原岩层面强度参数；x值为沿所在x轴距原点Ai（0，0）点的距离。

对比巫峡劣化岸坡与顺层滑移-拉裂概化模型（图3）不难发现，依据极限滑移距离x所在位置可划分为两种破坏类型：当0≤x≤xD0沿着坡肩D0前缘AiD0界面滑移破坏（图3（a））；当x≥xD0沿着坡肩D0后缘D0C界面滑移破坏（图3（b））。下文对此两种破坏模式分别求解其滑移面深度x。

2.1  沿坡肩D0前缘滑移拉裂破坏

沿坡面走向取单位长度，对三角块体AiBiC进行分析，对其下滑力FSi与阻滑力FRi分别进行求解。当FSi与FRi相等时即为临界破坏点，令FRi≤FSi即可解得失稳滑移距离x的范围。

由图3（a）可知：AiBi=x，BiC=xtan（β-α），WAiBiC=12γAiBiBiC；拉裂面BiC上抗力有Fσt =BiCσti；滑移面AiBi上抗力有Fpt =WAiBiCcosαtanΦi+xCi；滑移面AiBi上下滑力有FSi=WAiBiCsinα；则对于三角块体AiBiC而言，总阻滑力FRi = Fσt + Fpt；将相关参数代入下滑力FSi与阻滑力FRi有：FSi =WAiBiCsinα

=12γAiBiBiCsinα=12γx2tan（β-α）sinα（4）

FRi=Fσt + Fpt

=BiCσti+WAiBiCcosαtanΦi+xCi（5）

式中：γ为第i层岩层面上的加权平均重度，γ=i1γihi/i1hi；tanΦi与Ci为滑移面AiBi上加权平均强度参数，且由式（1）～（3）知，当0≤x≤L0与x＞L0时，两参数的加权平均值不一致。

当0≤x≤L0时，为

tanΦi=tanΦi+kΦix+tanΦi2=tanΦi+kΦi2xCi=Ci+kCix+Ci2=Ci+kΦi2x（6）

当x＞L0时，为

tanΦi=tanΦi0+tanΦiL02x+tanΦi0x-L0xCi=Ci0+CiL02x+Ci0x-L0x（7）

将上述约束条件分别代入到式（5），且令FRi ≤FSi，则化简可得：当0≤x≤L0时，为

14γtanβ-αcosαkΦix2+

12tanβ-α2kσt+γcosαtanΦi-γsinα+12kCix+

12tanβ-ασti+Ci≤0（8）

当x＞L0时，为

12γtanβ-αcosαtanΦi0-sinαx2+14tanβ-α4σti0+γcosαtanΦi-tanΦi0L0+Ci0x+Ci-Ci02L0≤0（9）

由方程式（8）、（9）可以看出，滑移距离x值与坡角β、岩层倾角α、临界劣化深度L0以及物理力学参数密切相关。

2.2  沿坡肩D0后缘滑移拉裂破坏

沿坡面走向取单位长度，对梯形块体AiBiCD0进行分析，对其下滑力FSi与阻滑力FRi分别进行求解。当FSi与FRi相等时即为临界破坏点，令FRi ≤FSi即可解得失稳滑移距离x的范围。

由图3（b）可知：AiBi=x，BiC=i1hi=H，WAiBiCD0=12γHxD0+γHx-xD0；拉裂面BiC上抗力有Fσt =BiCσti；滑移面AiBi上抗力有Fpt=WAiBiCD0×cosαtanΦi+xCi；滑移面AiBi上下滑力有FSi=WAiBiCD0×sinα；则对于梯形块体AiBiCD0而言，总阻滑力FRi = Fσt + Fpt；将相关参数代入下滑力FSi与阻滑力FRi有：FSi=WAiBiCD0sinα

=12γHxD0+γHx-xD0sinα（10）

FRi=Fσt+ Fpt

=BiCσti+WAiBiCD0cosαtanΦi+xCi（11）

与2.1节类似，由式（1）知当0≤x≤L0与x＞L0时两参数的加权平均值不一致：当0≤x≤L0时，为

tanΦi=tanΦi+kΦix+tanΦi2=tanΦi+kΦi2xCi=Ci+kCix+Ci2=Ci+kΦi2x（12）

当x＞L0时，为

tanΦi=tanΦi0+tanΦiL02x+tanΦi0x-L0xCi=Ci0+CiL02x+Ci0x-L0x（13）

将上述约束条件分别代入到式（7），且令FRi ≤ FSi，则化简可得：当0≤x≤L0时，为

12γHcosαkΦi+12kCix2+Hkσt+Ci+γHtanΦicosα-14kΦixD0cosα-sinαx+12γHxD0sinα-cosαtanΦi+Hσti≤0（14）

当x＞L0时，为

γHtanΦi0cosα+Ci0-γHsinαx2+  12γHcosαtanΦi-tanΦi0L0-cosαxD0tanΦi0+  xD0sinα+Hσti0+12Ci-Ci0L0x+  14γHxD0tanΦi0-tanΦiL0cosα≤0（15）

由方程式（14）、（15）可以看出滑移距离x值与坡角β、岩层倾角α、临界劣化深度L0、滑移层面与坡肩D0的垂直距离H以及物理力学参数密切相关。

3  考虑岩体劣化效应的顺层滑移-拉裂实例

巫峡段某顺层灰岩岸坡计算模型如图4所示。其中有β=75°、α=45°、γ=28 kN/m3，根据钻孔资料可知劣化深度L0大约在6～16 m不等［6-7］，且岸坡坡肩上部岩层偏薄、向下偏厚（图4）。根据前期室内以及相关原位试验，测得岩层层间软弱结构面力学参数劣化前有：tanΦi0=tan37°，Ci0=28.6 kPa，σti0=28 kPa。劣化后力学参数为：tanΦi=tan15°，Ci=10 kPa，σti=0 kPa。为了探讨劣化深度L0以及距离坡肩不同位置H岩层面极限失稳距离x以及破坏形式，获得规律性的认知，这里采取了相应简化约定：岩层假设为无限远、各个岩层面的力学参数取值相同。通过Matlab编程进行了多个劣化深度L0以及滑移层厚H的探讨，计算结果见表2。

由计算结果（表2）不难看出，考虑劣化后的顺层岸坡稳定性与失稳距离x受劣化深度L0、滑移厚度H关系密切。当劣化深度L0不变时，随着岩层滑移厚度H的增加极限失稳距离x也逐渐增大。特别当H=6 m时，3种不同劣化深度L0的岸坡呈现出失稳距离x无穷大的效果（由于岩层不可能无限长，此处仅是概念模型上的无限远）。取劣化深度L0=16 m进行分析，当H=1 m时，岩层不会滑移；当H=2 m时，岩层沿坡肩后部滑移，且滑移范围3.46≤x≤13.883 2；当H=4 m时，岩层坡肩前后都可以发生失稳滑移，坡肩前部滑移范围4.550 1≤x≤6.93，坡肩后部滑移范围6.93≤x≤25.962 3；当H=6 m时，岩层坡肩前后都可以发生失稳滑移，坡肩前部滑移范围4.550 1≤x≤10.39，坡肩后部滑移范围为x≥16至无限远（图5）。综上可见，当考虑岩体劣化后，随着滑移层厚H变大，滑移失稳极限距离和范围也随之增大，且变形破坏模式发生了改变：由开始的仅在坡肩后缘滑移-拉裂破坏，转换成坡肩前后可以同时发生滑移-拉裂破坏（图6）。当岩层滑移厚度H一定时，随着劣化深度L0的增加，极限滑移失稳范围x也越大。取岩层滑移厚度H=4 m进行横向对比（图7），发现随着劣化深度L0的增加，岩层极限滑移失稳范围x明显变大，由最初的6.93～8.00 m滑移范围（L0=8 m）扩展为6.93～25.96 m（L0=16 m），滑移失稳距离增加了3.25倍。综上所述，岩层面参数的劣化衰减，使得顺层岸坡更容易发生深厚层、大规模的失稳破坏。

4  讨 论

传统的顺层岸坡稳定性评价没有考虑岩体特别是岩层面的劣化特性，在边界条件不变的情况下，其稳定系数为一定值。但是在引入劣化深度L0以及岩层滑移厚度H后，即使是相同的边界约束条件下，顺层灰岩岸坡的稳定状态也是呈现下降趋势，与现场实际调查相吻合。为定量化研究这一规律，采用Matlab编程对H=6 m，x≥xD0，且x≥L0时的滑移失稳界限进行求解（图8）。由图8可以看出，随着劣化深度L0的延展，失稳界限x呈指数快速下降，进一步说明失稳滑移界限对于劣化深度L0有极高的敏感性。特别是当L0=12.12 m时，滑移失稳界限x=12.12 m逐步向坡肩前缘演化，可以看成对于该工况（H=6 m）时，劣化深度L0=12.12 m岸坡会发生滑坡坡肩前后缘的贯通性破坏，不妨定义该劣化深度L0为“贯通破坏临界深度”。

值得注意的是，本文对岩层面的力学参数劣化采用了近似线性的空间劣化函数式（1）进行概化，与实际情况略有出入，但可大体反映出岩体劣化的主要特征。文献［7］指出岩体劣化主要沿岸坡结构面进行不均匀劣化，但整体呈现出由表及里劣化趋弱的状态（图9）。文献［6］进一步总结出两种典型的岸坡空间劣化类型，特别指出当岩溶岸坡岩体由大型结构面控制时，相对结构面劣化而言，岩石的劣化可忽略不计［28-29］，仅需对结构面进行力学性质函数动态变化（图10）。本文研究的灰岩岸坡即属于典型受控于软弱岩层面（结构面）、泥化夹层的顺层岸坡，其破坏失稳模式可认为主要沿岩层面滑移破坏。特别是当岩层面受水岩劣化作用后，强度参数大幅度下降，沿层面破坏趋势加剧。本文计算结果也同时表明，当岩层面力学参数劣化后，极易发生沿坡肩后部的“厚层—巨厚层”滑移拉裂破坏，规模大，危险性较高。对于岩层面劣化损伤的顺层岸坡治理主要从两方面统筹考虑：坡肩及后部进行锚索（杆）加固，将潜在“滑移块”锚固于下伏稳定岩石之上；对坡肩前部的岩层出露面进行“挂网+喷浆+随机锚杆”支护；一方面对破碎岩体进行支护加固，更重要的是阻隔岩层面与库水作用的“劣化损伤通道”，阻止或减缓劣化深度L0的进一步发展（图11）。

本文通过求解顺层灰岩岸坡极限滑移距离x对劣化顺层岸坡滑移-拉裂破坏模式进行了诠释。当滑移面距离x、后缘拉裂边界BiC条件较为明晰时，也可通过总阻滑力FRi与下滑力FSi式子之比求解对应的稳定系数，即：Fos=FRi/FSi。需要注意的是，当后缘拉裂边界BiC受节理切割贯通张开时，应根据实际考虑后缘拉裂缝BiC是否充水以及充水高度的不利影响。可以明显看到，岩层面物理力学参数随着水岩劣化损伤作用下降、劣化深度L0逐步变大，在坡体几何参数、边界约束条件不变的情况下，阻滑力FRi（即式（3）、（7））明显呈快速下降趋势，对应稳定系数Fos也随之下降。这与现场调查的顺层灰岩岸坡由于劣化损伤，稳定性呈衰减趋势相吻合，表明考虑岩体劣化效应的顺层滑移-拉裂破坏模型的合理性。

5  结论与建议

本文结合巫峡段顺层灰岩岸坡宏观劣化特征，建立了考虑岩体劣化效应的顺层滑移-拉裂破坏模型，主要结论如下：（1） 巫峡青石至抱龙段顺层灰岩岸坡受库水长期的物理化学作用，宏观劣化现象明显，岸坡底部受侵蚀劣化脱空，岩层出露、临空面良好，易发生滑移-拉裂破坏。

（2） 模型中引入劣化深度L0以及岩层滑移厚度H，当劣化深度L0不变时，随着滑移厚度H增加，岸坡滑移失稳距离x明显增大。随着劣化深度L0逐渐发展，同一H岩层面滑移失稳距离x明显变大。表明岩层面参数的劣化衰减，使得顺层岸坡更容易发生深厚层、大规模的失稳破坏。

（3） 顺层劣化岸坡极易发生沿坡肩后部的滑移-拉裂破坏，当劣化深度L0逐渐发展至“贯通破坏临界深度”时，破坏模式转变为坡肩前后部同时发生滑移-拉裂失稳。对于此类岩层面易受库水损伤的顺层岸坡，治理方案建议采用：坡肩及后缘进行滑移块锚索（杆）加固+坡肩前缘岩层出露面“挂网+喷浆+随机锚杆”组合方案，达到“固头”以及隔绝“劣化损伤”通道的目的。

（4） 在边界约束不变的前提下，本模型可较为真实反映顺层灰岩岸坡随劣化深度L0发展稳定系数下降的趋势，与现场调查一致。后续工作中建议加强顺层灰岩岸坡消落带处岩层面原位损伤探测工作，建立岩体劣化时空演化解析解，为后续岩体劣化评估预测及稳定性分析奠定基础。

参考文献：［1］  陈辉，赵云发，梁志明.金沙江下游-三峡梯级水库联合调度技术及实践［J］.人民长江，2022，53（11）：203-210.

［2］  邓华锋，周美玲，李建林，等.水-岩作用下红层软岩力学特性劣化规律研究［J］.岩石力学与工程学报，2016，35（增2）：3481-3491.

［3］  汪标，易庆林，邓茂林，等.降雨与库水作用下谭家河滑坡变形响应规律分析［J］.人民长江，2023，54（4）：141-149.

［4］  HALE P A.A laboratory investigation of the effects of cyclic heating and cooling，wetting and drying，and freezing and thawing on the compressive strength of selected sandstones［J］.Environmental and Engineering Geoscience，2003，9（2）：117-130.

［5］  DEREK F，PAUL W K.Karst hydrogeology and geomorphology［M］.Chichester：John Wiley & Sons Ltd，2007.

［6］  黄波林，殷跃平，张枝华，等.三峡工程库区岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究［J］.岩石力学与工程学报，2019，38（9）：1786-1796.

［7］  殷跃平，闫国强，黄波林，等.三峡水库消落带斜坡岩体劣化过程地质强度指标研究［J］.水利学报，2020，51（8）：1-14.

［8］  张倬元，王兰生，王士天，等.工程地质分析原理［M］.北京：地质出版社，2009.

［9］  HUNGR O，LEROUEIL S，PICARELLI L.The varnes classification of landslide types，an update［J］.Landslides，2014，11：167-194.

［10］闫国强，殷跃平，黄波林，等.三峡库区顺层灰岩岸坡劣化-溃屈灾变机制研究［J］.岩土力学，2022，43（9）：2568-2580.

［11］秦盼盼，黄波林，秦臻，等.考虑岩体劣化的三峡库区顺层岩质边坡破坏分析［J］.人民长江，2022，53（9）：147-154.

［12］杜伯辉.柘溪水库塘岩光滑坡：中国典型滑坡［M］.北京：科学出版社，1998.

［13］MULLER L.The Vajiont slide［J］.Engineering Geology，1987，24：513-523.

［14］SEMENZA E，GHIROTTI M.History of 1963 Vaiont slide：the importance of the geological factors to recognise the ancient landslide［J］.Bulletin of Engineering Geology，2000（59）：87-97.

［15］VOIGHT B，FAUST C.Frictional heat and strength loss in some rapid slides［J］.Geotechnique，1992，42（4）：641-643.

［16］MOREGENSTERN N.Stability charts for earth slopes during rapid drawdown［J］.Geotechnique，1963，13（2）：121-131.

［17］PARONUZZI P，RIGO E，BOLLA A.Influence of filling-drawdown cycles of the Vajont Reservoir on Mt.Toc slope stability［J］.Geomorphology，2013，191：75-93.

［18］MüLLER L.The Vaiont catastrophe-a personal review［J］.Engineering Geology，1987，24：423-444.

［19］HENDRON A J，PATTON F D. The Vaiont Slide，a geotechnical analysis based on new geologic observations of the failure surface［R］.Vicksburg，MS：Waterways Experiment Station，1985.

［20］肖诗荣，魏瑞琦，李莹，等.意大利瓦依昂滑坡研究综述［J］.人民长江，2023，54（4）：130-140.

［21］文宝萍，申键，谭建明.水在千将坪滑坡中的作用机理［J］.水文地质工程地质，2008，35（3）：12-17.

［22］WANG F W，ZHANG Y M，HUO Z T，et al.The July 14，2003，Qianjiangping landslide，Three Gorges Reservoir，China［J］.Landslides，2004，1（2）：157-162.

［23］李晓，张年学，廖秋林，等.库水位涨落与降雨联合作用下滑坡地下水动力场分析［J］.岩石力学与工程学报，2004，24（2）：3714-3720.

［24］殷跃平.三峡库区边坡结构及失稳模式研究［J］.工程地质学报，2005，13（2）：145-154.

［25］冯君.顺层岩质边坡开挖稳定性及其支护措施研究［D］.成都：西南交通大学，2002.

［26］闫国强，黄波林，王勋，等.基于岩体劣化顺层灰岩岸坡滑移-弯曲失稳机理和评价［J］.工程地质学报，2021，29（3）：668-679.

［27］张景昱，宛良朋，潘洪月，等.考虑水-岩作用特点的典型岸坡长期稳定性分析［J］.岩土工程学报，2017，39（10）：1851-1858.

［28］闫国强，黄波林，代贞伟，等.三峡库区巫峡段典型岩体劣化特征研究［J］.水文地质工程地质，2020，47（4）：62-72.

［29］YAN G Q，HUANG B L，QIN Z，et al.Rock mass deterioration model of bank slope based on high-precision 3D multiperiod point clouds in the Three Gorges Reservoir，China［J］.Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology，2022，55（1）：qjegh2020-100.

（编辑：郑 毅）

Study on slip-tensile failure of consequent bedding limestone bank slope considering deterioration effect

ZHENG Hongchun，YAN Guoqiang，SUN Wei，FENG Bingyang，TANG Yao

（China Three Gorges Corporation，Chengdu 610041，China）

Abstract：

The periodic water level regulation in the Three Gorges reservoir area between 145～175 m promotes the deterioration damage and stability attenuation of the limestone bank slope in Wuxia section of Three Gorges Reservoir.In this paper，a slip-tensile calculation model was established by introducing deterioration depth L0 and slip-thickness H to study the slip-tensile risk caused by erosion and deterioration of bedding limestone bank slope in the Wuxia section.The results showed that when L0 was unchanged，the bank slope was more prone to instability and the instability distance x significantly increases with the increase of H.As L0 increased，the slip instability distance x of the same H rock layer obviously increased，which can be increased by more than three times.The deterioration attenuation of the parameters of the rock strata made the bedding bank slope more prone to deep layer and large-scale instability failure.When L0 was small，it was easy to slide and crack along the back of the slope shoulder.As L0 gradually increased，the failure mode was transformed to sliding tensile instability that occurred simultaneously at the front and rear of slope shoulder.It was suggested to adopt the combined scheme of sliding block anchor cable （rod） reinforcement for the slope shoulder and the back edge+"net hanging+shotcrete+random bolt" support for the rock formation at the front edge of the slope shoulder to achieve the purpose of "fixing head" and plugging "deterioration damage" channel.The research results provide a certain technical reference for the stability analysis of rock mass deterioration and engineering treatment of bedding limestone bank slopes in reservoir areas.

Key words：

consequent bedding limestone slope;

stability analysis;

rock mass deterioration;

deterioration depth; Three Gorges Reservoir area