第23卷第17期岩石力学与工程学报23(17)：2913～2919 2004年9月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept.，2004三峡水库水位涨落条件下奉节南桥头滑坡稳定性分析*丁秀丽付敬张奇华(长江科学院岩基所武汉 430019)摘要三峡大坝建成后，水库将分期蓄水抬高水位，蓄水后库区水位将上抬100多米。
由于防洪的需要，库水位将在175～145 m范围内变动。
库水位的抬升和周期性涨落，将改变岸坡原有的水-岩作用环境与条件，有可能引起库岸边坡与滑坡的失稳。
南桥头滑坡位于三峡库区奉节县长江公路大桥南岸，其稳定性直接关系到大桥的安全运行。
应用FLAC4.0对南桥头滑坡在不同水位及涨落条件下的渗流场与应力场进行分析，研究了应力-渗流耦合作用下滑坡体的变形趋势与破坏特征；探讨了不同蓄水工况下滑坡稳定性的变化规律及其对桥基的影响。
结果表明：南桥头滑坡在现状条件下处于基本稳定状态；三峡水库蓄水后，随着水位的抬升，滑坡整体稳定性逐渐恶化；滑带内塑性区全部连通，滑坡安全系数小于1.0，表明该滑坡在库水位抬升后有可能产生整体失稳。
建议采取有效的工程治理措施，消除滑坡对大桥运行造成的安全隐患。
关键词滑坡，奉节长江公路大桥，库水位，应力-渗流耦合，变形，稳定性分类号TU 413.6+3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)17-2913-07STABILITY ANALYSIS OF LANDSLIDE IN THE SOUTH ENDOF FENGJIE HIGHWAY BRIDGE WITH FLUCTUATIONOF WATER LEVEL OF THREE GORGES RESERVOIRDing Xiuli，Fu Jing，Zhang Qihua(Rock Foundation Division，Yangtze River Scientific Research Institute， Wuhan 430019China)Abstract After the TGP dam was built，the reservoir will be impounded gradually till the level ascends at least 100 m in about 10 years. As the need of flood prevention，the reservoir water level will fluctuate between 175 m and 145 m. The periodical rise and descent of water level will change the intrinsic water-rock interaction circumstance and condition，which maybe results in the instability of reservoir banks and slopes. Under the fluctuation of different water levels，the seepage-stress fields，the deformation trends and the failure process of landslide are analysed using FLAC4.0. In addition，the change of landslide stability and its influence on bridge foundation after water level fluctuations are discussed in this paper. All these research results will provide technical supports for the stability assess of bridge foundation and the design of project prevention.Key words landslide，Fengjie Highway Bridge，reservoir water level，stress-seepage coupling，deformation，stability2004年6月10日收到初稿，2004年7月10日收到修改稿。
* 水利部科技创新项目(SCX2003-21)和水利部“948”技术创新与转化项目(CT200334)资助课题。
作者丁秀丽简介：女，38岁，1990年于长江科学院获岩土工程专业硕士学位，现为教授级高工、博士研究生，主要从事岩石工程稳定性与岩石力学数值分析方面的科研工作。
E-mail：Dingxl@。
• 2914 • 岩石力学与工程学报 2004年1 前言南桥头滑坡位于三峡库区奉节县长江公路大桥南岸，水路上距万县市109 km、重庆市436 km，下距长江三峡工程坝址156 km。
在建的奉节长江公路大桥是一座双塔斜拉桥，南北两岸均采用平交方案与沿江公路相连。
大桥全长886 m，主跨460 m，采用5跨布置。
设6个墩台，其中3#主桥墩位于南桥头滑坡滑体前缘，4#和5#辅助墩位于滑体中部地段，滑坡的变形与稳定是涉及到大桥能否安全运行的重大关键技术问题[1]。
三峡水库蓄水后，库水位和地下水位的抬升及周期性涨落，将大大改变岸坡的环境地质条件，包括岩土体物理力学性质的变化、静水压力和渗透力的作用及周期性变化，有可能引起滑坡出现较大变形甚至失稳。
一旦滑坡发生过大变形或失稳破坏，将直接威胁到大桥桥基的安全，影响大桥的正常运行并造成严重的经济、社会影响。
因此，必须对大桥两岸的滑坡体在现状条件及不同蓄水位、库水涨落情况下的稳定性进行研究，为桥位区岸坡的稳定性评价与滑坡防治工程设计提供依据。
库水作用下滑坡的变形及稳定性分析属于固-液两场耦合问题。
一方面库水上抬引起滑坡体内地下水位抬升，地下水通过孔隙静、动水压力变化影响岩土体的应力状态，使得坡体的有效应力减小；另一方面坡体应力状态的改变又会通过滑体物质间的孔隙率与结构的变化来影响岩土体的水力特性。
这种相互作用构成了滑坡渗流场-应力场的耦合问题[2～7]。
岩土介质多场耦合问题属于岩土力学研究领域的前沿课题，目前多数研究成果集中在理论研究方面[2～7]，近几年来，在工程应用方面也取得了初步进展[8～11]。
本文应用FLAC4.0对奉节南桥头滑坡在不同库水位条件下的渗流场与应力场进行耦合分析，研究库水位抬升对滑坡变形与破坏的影响规律；分析滑坡的稳定现状及可能的发展趋势；并采用极限平均法计算了滑坡在水位滑落、地震等不同工况下的安全系数。
在此基础上，探讨了水库蓄水后滑坡对桥基可能的影响。
2 滑坡基本地质特征南桥头滑坡平面上总体呈葫芦状，后缘具明显圈椅形态，局部跌坎高达3～4 m。
滑坡前缘剪出口高程92 m，后缘高程254 m，平均坡度32°；滑体南北长290 m，东西宽68～206 m，堆积厚度15～25 m。
根据滑坡序次可分为上滑体和下滑体两部分，上滑体呈倒扣环形，下滑体呈扇形，上滑体在175 m 高程左右压在下滑体后缘。
上滑体平均坡度36°，下滑体平均坡度28°，滑体前缘地形相对平缓，地形坡度20°。
上滑体分布面积1.6 1×104 m2，体积26.8×104m3；下滑体面积2.1×104 m2，体积21.7×104 m3。
5#辅助桥墩在上滑体前缘部位开挖形成高近20 m的陡坡，滑坡沿桥轴线地质纵剖面图如图1所示。
滑体的物质成分主要由巴东组第2，3段的岩体崩塌滑移破坏堆积而成，且具有一定的层序：上部为粘土夹碎石层(Q del(ms))，分布不连续，厚度一般1～4 m，钻孔揭露最厚达9.5 m，该层物质多为黄色粉质粘土夹碎石，呈中～弱透水性特征；中部为块石、碎石层，分布连续，碎块石成分主要为巴东组第3段泥质灰岩、泥灰岩()del(T32bQ)，钻孔揭露厚度1.9～25.3 m，结构松散，表现为中等透水性；下部是由巴东组第2段粉砂岩、粘土岩组成的块石、碎石夹土层()del(T22bQ)组成，分布连续，钻孔揭露该层物质厚度1.0～16.5 m，最厚处16.5 m，该层物质结构松散，表现为弱~微透水特征，局部地段由于块石架空而表现为强透水性。
滑带由碎石碎屑土组成，碎石碎屑的成分多为粉砂岩、粘土岩组成，碎石经滑坡碾压具有较好的磨圆，滑带土中多见光面，滑带厚度一般0.2～1.0 m，最厚处2.62 m。
滑带以碎屑土为主，表现为弱～微透水特征。
滑床基岩主要由巴东组第2段)(T22b紫红色粘土岩、粘土质粉砂岩组成，高程230 m以上部分为巴东组第3段)(T32b泥质灰岩、泥灰岩，呈逆向坡，倾角23°～40°。
滑床表层一般有厚5.5～16 m的挤压牵动破碎带，岩体十分破碎，强烈风化，透水性好；牵动带以下基岩岩体相对较完整，透水性较差。
综上所述，南桥头滑坡其滑坡体地表坡度与滑床基岩面均较陡，除下滑体滑床前缘有反翘外，其他部位均无明显反翘；下滑体下部厚度小，中上部厚度大，滑体重心高；滑体下部透水性较差(属弱～微透水)；上滑体前缘辅助墩部位开挖形成人工边坡，几乎将滑坡体拦腰切断，这些均对滑坡稳定不利。
该滑坡在地面调查时未发现整体变形的迹象，近5 a来，在滑坡上部高程258 m处出现了2次小第23卷 第17期 丁秀丽等. 三峡水库水位涨落条件下奉节南桥头滑坡稳定性分析 • 2915 •1—冲积物 2—崩积物 3—崩坡积物 4—滑坡堆积物，原岩成分为巴东组第3段 5—滑坡堆积物，原岩成分为巴东组第2段6—巴东组第3段 7—巴东组第2段 8—巴东组第1段 9—滑带 10—强风化带下限图1 南桥头滑坡地质剖面图Fig.1 Geological profile NZ2-2′ for landslide in the south end of Fengjie Highway Bridge规模浅表层下坐，分布面积157 m 2，体积约300 m 3；大桥施工开挖后滑坡处于基本稳定状态，局部曾发生小规模坍塌。
三峡水库蓄水运行后，滑坡应力状态发生调整，其稳定状况将进一步恶化，有必要运用渗流场与应力场耦合分析的方法对滑坡的变形与稳定性进行研究。
3 固-液耦合分析方法FLAC 4.0基于多孔连续介质的渗流理论，模拟 流体在孔隙介质中的流动及其相互的耦合作用，采用显式有限差分法来求解渗流运动方程[12]。