何晓玉

（成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都 610059）

堆积体是第四系堆积作用形成的松散地层，通过水库滑坡文献的研究，发现85%的水库滑坡是在水库建成、蓄水阶段或蓄水后前两年发生。

水库初期蓄水、库水位变动对堆积体都有影响。通过三峡库区水位波动与降雨的联合作用特征，研究了蓄水初期的稳定性演化行为[1]；初次蓄水对坝体不利，流固耦合作用对土坝蓄水初期应力变形影响不可忽视[2]。大部分已有的研究成果关于库水位变化对坡体地下水渗流场动态特征、稳定性影响，有助于滑坡体内孔隙水压力消散，有利于降低水力梯度及提高稳定性[3-5]。库水位上升滑坡体的渗流场及稳定性分析表明随着库水位的上升，边坡稳定性系数先减小后增大[6，7]。

本文拟以紫坪铺水库左岸坝前堆积体为例，应用GeoStudio，模拟和分析不同库水位条件下堆积体的渗流场、位移，对其他工程库水位变化与堆积体关系有一定的参考依据。

1 工程概况及监测

1.1 工程概况

紫坪铺水库左岸坝前堆积体距右岸引水系统进水口250m 左右，距大坝618m。堆积体顺坡长1620m，后缘高程1250m，前缘高程726.6m，相对高差523.4m，厚度24.9～128m，方量约2500 万方，前缘直抵岷江。

1.2 监测水位、位移特征

水库蓄水前（2005.09.30 以前），监测孔IN-02 稳定地下水位约为846m，IN-07约为887m。

水库初期蓄水阶段（2005.09.30～2006.08.15），监测孔稳定水位均高于库水位，不受影响；库水位变动阶段（2006.08.15～2007.05.23），超过IN-02 稳定水位（约845m），库水补给，IN-02 稳定水位随库水位的变动而变动，有滞后现象；库水位未超过IN-07 稳定水位（约887m），故水位基本保持不变。

据现场监测，IN-02 在817m 水位时，x 方向位移数值为-0.53mm；由817m 上升到877m，x 方向位移为-10.85mm，指向坡内；由877m 下降到817m，x 方向位移为8.83mm，指向坡外。

1.3 地质概化模型

选取紫坪铺水库左岸坝前堆积体剖面1-1＇作为计算剖面，进行单元网格划分，模型见图1。

图1 堆积体1-1＇地质剖面概化计算模型

1.4 计算工况

以紫坪铺水库左岸坝前堆积体为例，选取了3种计算工况。

工况一：蓄水前（水位高程760m）；

工况二：初期蓄水（760m 至817m）；工况三：库水位变动（上升、下降）过程，上升817m 到877m；下降877m到817m。

2 成果分析

2.1 堆积体的渗流场分析

水库蓄水前渗流场作为后续工况的初始条件。在760m，IN-02 模拟水位848.32m；IN-07 模拟水位882.9m；在817m，IN-02 模拟水位849.32m，IN-07 模拟水位884.3m，模拟与实测水位基本一致，表明模拟比较符合实际情况。

库水位上升，地下水浸润线抬升，靠地表附近地下水浸润线48d、58d时近垂直于坡体，库水位上升过程中浸润线最大滞后7天；库水位下降，坡体内的水流向坡外，地下水浸润线下降，地下水浸润线2d、12d、22d位置。库水位下降到845m，交界处高程875m，表明下降过程浸润线滞最大滞后30天，见图2。

图2 库水位变动条件下边坡迎水面浸润线变动图

2.2 堆积体的位移分析

水库蓄水前的应力场看作初始，其位移为0。初期蓄水从0.78mm 到-0.88mm，表明位移指向坡内，如图3。

图3 不同工况下197节点x方向位移-时间等值线图

库水位上升时，x 位移等值线图从右往左为8d、18d、28d，当库水位825m，197 节点模拟x 位移为0.89mm；当库水位835m，模拟x 位移为0.53mm；当库水位845m，模拟x 位移为0.10mm，表明位移往x 负方向移动（坡体内移动）。库水位下降时，x位移等值线图从左往右依次2d、12d、22d，库水位875m 模拟位移值2.66mm，库水位865m 模拟位移值3.09mm，库水位855m 模拟位移值3.57mm，表明位移往x 正方向移动（坡体外移动）。库水位变动（上升、下降）情况下，模拟成果与实测成果吻合，如图3。

3 结论

（1）水库蓄水前，堆积体中的渗流对堆积体稳定性起决定性作用。初期蓄水，地下水浸润线在库水位淹没部分有明显升高。

（2）库水位上升过程，靠地表附近浸润线近垂直于坡体，地下水浸润线最多滞后7天；库水位下降，堆积体内浸润线缓慢下降，最多滞后30天。

（3）初期蓄水及库水位上升，x 方向位移指向坡内；库水位下降x方向位移指向坡外。