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2023-08-20
水对滑坡的影响及控制技术
【摘要】：2.2.5.2地下水对滑坡的影响库岸坡体内的地下水的构成是非常复杂的，但是其主要来源有以下三个方面库水补给、远处地下水补给和降雨补给。
与普通滑坡相比，库岸滑坡最突出的特点就是受水的作用影响较大。首先，水库建成蓄水后，整个库区内的水作用构成和水作用方式都较蓄水前发生了根本性的改变。蓄水前，库岸边坡主要受降雨、地下水及江河冲刷侵蚀影响；而水库蓄水后，库岸边坡不仅受降雨影响，库水位的升高改变了坡体内的地下水系统，同时库水的升降变化也对坡体产生直接作用。根据水的载体不同，分别从库水、地下水及降雨等三个主要方面来分析水对库岸滑坡的作用[105]。
2.2.5.1 库水对滑坡的影响
库水对库岸滑坡的作用是非常复杂的，对于不同的库岸坡体，其水文地质工程地质环境各不相同，库水对其作用也不同。
（1）对库岸坡体的改造作用。库水位的升降使许多库岸滑坡边坡的前缘处在库水位变化的消落带上，坡体前缘岩土体处于饱和状态，岩土力学性质降低，还要受到库水的冲刷、浪蚀和淘蚀作用，进而使库岸坡体前缘发生崩塌、坍滑等破坏变形，通常消落带表部的岩土体都被带入水库中，前缘岸坡向后退缩，使库岸滑坡（边坡）前缘的临空面加大，这对滑坡的稳定是不利的。
（2）库水对库岸坡体岩土性质的作用。库水位的大幅度升高使部分库岸滑坡坡体长期处在水的浸泡之下，这部分岩土体基本处于饱和状态，其物理、化学性质受到很大影响。岩土体可在库水的作用下发生泥化、软化岩土中的可溶性盐遇水可发生潜蚀、溶蚀[108]；对于某些特殊性质的岩上体，如高岭土、黏土、半成岩等，可在库水的作用下发生崩解、膨胀。同时对于处于饱和状态的岩土体，其中的孔隙水压力通常很高，进而其有效应力也会显著降低。库水作用下库岸滑坡岩土体的性质变化很大，这种变化可能导致库岸坡体沿滑动面或潜在滑面发生变形破坏。
（3）库水对库岸坡体内地下水系统的作用。库水位的升降不仅会改造库岸形态和岩土性质，还会改变库岸滑坡体内的地下水系统。库水通过渗透或渗流的方式影响库岸坡体内的地下潜水位。当库水位上升时，库岸坡体内的地下水位会随着库水位的上升而上升；当库水位下降时，坡体内的地下水位又会随着库水位的下降而下降。
2.2.5.2 地下水对滑坡的影响
库岸坡体内的地下水的构成是非常复杂的，但是其主要来源有以下三个方面库水补给、远处地下水补给和降雨补给。地下水对库岸滑坡的作用研究由来已久[109-111]通常人们将地下水对库岸滑坡的作用归结为一种水岩作用。地下水与库岸滑坡之间的作用是相互的，这种相互作用既能够影响库岸岩上体的物理力学性质和化学性质，也能够影响库岸坡体内地下水的存在形式和运动状态。一般地下水对库岸滑坡的作用可分为物理力学作用、化学反应作用和水力学作用。
（1）物理力学作用。对于滑坡而言，地下水的存在能够对其岩土体产生软化效应，尤其是在滑带位置。滑带的透水性往往较差，地下水更容易在此富集，滑带土中含水量的变化，能够改变滑带土的物理状态，使其向流态化转变，滑带土的黏聚力和内摩擦角损失很大，抗剪强度可能接近残余强度，这种状况对滑坡的稳定非常不利。地下水在降低滑带土或软弱带抗剪强度同时，还能降低滑体与滑床之间的摩阻力，减小抗滑力，加剧滑坡变形，甚至导致坡体失稳。
地下水能够使库岸坡体内的孔隙水压力升高，降低岩土体的有效应力，进而降低岩土体的抗剪强度，这有利于滑带的形成和贯通。
（2）化学反应作用。化学反应作用是指地下水与滑坡岩土体之间发生的一系列化学反应，而这些化学反应的存在会对滑坡的稳定性产生影响。化学反应作用主要包括溶蚀潜蚀、离子交换、氧化还原等。
溶蚀潜蚀是指地下水与可溶性或可溶性盐含量较高岩土体之间发生的一种较为常见的化学反应作用。溶蚀潜蚀的原理是地下水中的酸性物质与碳酸盐岩、碎屑岩等发生化学反应，岩土体中的可溶性成分被地下水溶解带走，使岩土体中出现溶蚀裂隙、孔洞、甚至溶洞等。
离子交换作用是指岩土体中的离子与地下水中的离子发生了交换，这种交换的发生既改变了岩土体的物质组成、孔隙率和渗透性，又降低了岩土体的强度。
地下水与岩土体之间发生较多的化学反应还有氧化还原作用。氧化还原作用的存在改变了库岸滑坡岩土体的物质组成和结构，同时也弱化了整个库岸岩土体的力学性。
（3）水力学作用。地下水对库岸坡体的水力学作用主要体现在地下水的静水劈裂作用和渗流作用。静水劈裂作用主要是地下水渗入到滑坡岩土体的节理裂隙中，并将节理裂隙充满，这时水就会对节理裂隙的岩土体表面产生静水压力，促使节理裂隙扩展、延长，从而破坏库岸坡体的完整性，加速岩土体的风化。
2.2.5.3 降雨对滑坡的影响
在滑坡的众多诱发因素中，降雨是非常重要的一个。许多大型滑坡的发生都与降雨关系密切，如贵州省关岭滑坡、四川省汉源县的万工滑坡等。降雨对库岸滑坡的影响与降雨强度、降雨持时以及库岸坡体的渗透性等因素有关，其作用主要体现在以下三个方面：
（1）增重效应。对于库岸滑坡而言，其下滑的主要动力还是库岸坡体的自重作用（地震滑坡除外）。发生降雨时，雨水只有一小部分转化为地表径流流走，大部分都渗入到库岸坡体内，雨水的入渗增加了坡体的容重，使其下滑力增加，这对坡体的稳定是不利的。
（2）降低岩土体的力学强度。降雨能够使库岸坡体的力学强度降低，这主要是由于雨水渗入到坡体内，岩土体被软化，孔隙水压力增高，有效应力降低，进而抗剪强度减小。如果雨水渗入到滑带位置，滑带的抗剪强度也会减小。库岸岩土体力学强度的降低会导致坡体变形甚至破坏。
（3）改变地形。降雨的冲刷、侵蚀作用也是很强的，这种长期作用能够改变库岸坡体的地形地貌。如果滑坡边界处的冲沟切穿滑床，将更有利于雨水渗入到滑带位置而且雨水的冲刷侵蚀，能够增加库岸坡体的临空面，增强库岸坡体的不稳定趋势。降雨对地形地貌的改变，对库岸滑坡的稳定性影响也是不容忽视的。
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