西南深切河谷堆积体稳定性分析

影响堆积体稳定性的诸多因素归纳起来可分为主控因素(内因)和诱发因素(外因)。在岸坡演变发展历史过程中形成的堆积体边界(特别是底界)形态、岸坡形态及堆积体的物质组成、结构等为影响堆积体稳定的主要因素，即为主控因素；堆积体所处区域的水文气象环境、地表水和地下水的作用、地震及人类活动等可改变堆积体的稳定条件或者是促使堆积体产生失稳，对堆积体产生失稳起到诱发的作用，这些即为影响堆积体稳定的诱发因素。

影响堆积体斜坡稳定性的因素可分为地形地质环境因素、动力环境因素和人类工程经济活动因素等三大类。根据堆积体的实际地形、地质情况的分析，对稳定性有较大影响的主要因素为：地形地貌、岩土体特征、下伏基岩面形态、水的作用(包括大气降水及地下水、洪水)及人类工程活动等。

1.地形地貌与形态特征

堆积体地形地貌特征是堆积体形成后经长期表生作用改造的结果，与堆积体成因、堆积地点、物质组成、结构特征及历史变形密切相关。一般崩塌或有胶结的堆积体常形成较陡的地形，而滑坡和泥石流堆积体则形成较缓的地形，由于堆积体天然状态稳定程度均较低，地形的陡缓与堆积体的稳定无必然联系。如金沙江梨园水电站念生垦堆积体，地形坡度仅5°～15°，但在开挖扰动及降雨影响下，即产生滑移变形。又如两家人堆积体分布于虎跳峡峡谷区，相对高差达1000余米，总体坡度约35°～40°，局部较陡或较缓，为陡峭高山峡谷型边坡，存在边坡变形失稳破坏的地形地貌条件。但在无外界扰动的情况下，堆积体边坡处于基本稳定状态。

2.岩土体结构特征和性质

堆积体厚度、物质组成、密实程度、物理力学性质、透水性等对边坡稳定性均存在影响，尤其是堆积体中存在滑移面或基覆界面存在软弱土层，对边坡稳定性影响最大；堆积体抗剪强度的高低主要取决于黏粒(粉粒)、碎(块)石和孤石的含量，黏粒(粉粒)含量越高、碎(块)石和孤石含量越少则抗剪强度越低，反之则强度指标越高。不同成因堆积体由于其物质组成与结构特征不同，其物理力学性质有所不同，详见表5.7～表5.24；堆积体结构密实度也是影响抗剪强度指标的重要因素。结构越疏松，抗剪强度指标就越低，堆积体稳定程度越差；结构越紧密，抗剪强度指标就越高，堆积体稳定程度越好。当堆积体具有多元结构特征时，尤其是颗粒相对较细的物质分布在堆积体的中下部时，该土层成为制约堆积体稳定的主导因素，即堆积体稳定程度取决于该土层的物理力学指标。

构成冰水堆积体的物质不仅有高强度的碎块石土，还有强度较低的各种软弱层带，若上述软弱层带和堆积体临空条件没有构成不利组合，堆积体大多具有较好的稳定性，一旦受某些因素影响，改变了堆积体的临空条件，且和软弱层带构成不利组合，就可能诱发堆积体沿软弱层带失稳毁坏。

堆积体下伏基岩的强度、结构构造、风化卸荷程度、富水性等特征对堆积体的稳定也存在影响。由于岩体强度较高，岩质滑坡堆积体稳定程度主要取决于滑坡堆积体结构及岩体结构面的性状和规模。

3.基覆界面形态

堆积体下伏基岩面形态对堆积体的稳定性至关重要，基岩面的陡缓和起伏情况对堆积体的整体稳定起控制作用。我国西南地区堆积体，特别是大型沟谷型堆积体往往充填于基岩谷槽内，地貌、构造条件及平面分布形态、基岩顶面起伏形态及边界条件复杂，尤其是基覆界面起伏形态复杂多样，且具有多种成因的堆积成分。一般陡倾平面型、陡倾槽谷型和陡倾阶梯型堆积体整体稳定性较差，而曲面型和缓倾阶梯型堆积体整体稳定性相对较好。(www.xing528.com)

4.水的作用

堆积体的形成、发展和演变是内外动力地质综合作用的结果。也是岩、土体与水相互作用的结果。根据堆积体变形特征和水文地质条件的调查分析，除堆积体自身岩土体结构外，水是诱发其变形和破坏的主要因素。水的作用包括地下水活动、地表水体及大气降雨入渗等。水不仅在堆积体的形成过程中扮演重要角色，在堆积体演化及改造过程中也发挥着重要作用，包括以下几方面。

(1)软化作用。水对堆积体中的软岩、极软岩块石及充填物的细粒(尤其是黏、粉粒)部分有软化、泥化作用，使堆积体强度降低。

(2)渗透作用。由于水的渗透作用、河水位上涨或水库蓄水等种种原因，地下水位上升，产生静水压力，孔隙水压力提高，会降低堆积体的抗滑能力，造成堆积体变形和破坏。地下水从堆积体排出过程中，会形成动水压力，增加沿地下水渗流方向的滑动力，对堆积体稳定不利。

(3)物理化学作用。堆积体表部为第四系松散的堆积物，是典型的具备丰富的松散物质来源、较大汇水面积及前缘地形坡度较陡的区域，在土体基本处于饱水状态下，暴雨极有可能诱发堆积体的变形失稳或引发泥石流灾害；地下水常沿堆积体与基岩接触面向低处运移，在堆积体底面，常有地表水下渗携带来的次生泥，形成连续的软弱“结构”面，从而恶化其工程地质性状；松散堆积体由于地表水下渗携带来的次生泥或细颗粒物质填充，泥质胶结作用较为明显，使得堆积体渗透性降低，密实度增加；对于由石灰岩、大理岩碎屑或岩块构成的冰碛物，虽然泥质物有限，但由于地表水或地下水的渗透溶解沉淀作用，常形成很强的钙质胶结物，因而有较高的强度和耐崩解性，单轴抗压强度Rc可达11～14MPa，由于胶结作用使得堆积体稳定性增强，演化及改造进程减缓。

(4)冲刷剥蚀作用。集中的降雨轻者可导致岸坡冲刷、小规模崩塌及局部坍滑，严重时可诱发大规模的边坡失稳破坏。山区河谷型堆积体大部分分布于河谷岸坡，表部受地表水冲刷产生水土流失，不断改变堆积体地貌形态；前缘长期受到河流或洪水的冲刷，冲刷塌岸，形成较陡的临空面，引发堆积体变形或牵引式破坏。如三江口水电站泗南江乡堆积体，由于前缘受洪水冲刷，导致部分岸坡塌滑，塌滑体后缘山坡，因前缘条件改变，在连续降雨等因素影响下，坡体产生变形，形成了大量地表裂缝。

5.人类工程活动的影响

由典型堆积体变形特征与诱发机理分析可知，人类工程活动包括开挖、爆破、加载、水库蓄水等，均会在一定程度上改变堆积体地质环境条件及稳定条件，促进堆积体的演化及改造。工程建设及人类活动对堆积体稳定的影响首先表现为边坡开挖切脚，使堆积体具备临空条件后产生滑动失稳。生产生活用水向堆积体内任意排放，由于水的作用导致堆积体稳定程度降低或引起变形破坏。开挖爆破产生振动，振动力对堆积体边坡稳定构成影响，诱发产生边坡变形、失稳问题。另外大坝建成后形成水库，可使堆积体前缘部分饱水，降低其物理力学性能，从而造成边坡稳定性降低。如黄登水电站布纠河崩塌堆积体变形破坏与该范围内人类工程活动有密切关系。首先，布纠河排水明渠的开挖切脚，使崩塌堆积体前缘支挡作用解除，在未进行即时支护处理期间，造成前缘局部塌滑失稳，从而使崩塌堆积体产生牵引式变形破坏，表现为在地表出现一系列拉张裂缝；其次是堆积体上部水田的灌溉，以及居民生活用水的排放，造成地表水的大量下渗，在增加坡体自重的同时，使崩塌堆积体力学强度下降。在以上双重因素的共同作用下，诱发了堆积体斜坡产生失稳变形破坏。