问题:库岸段地质灾害突发性强、波及范围大,尤其涉水条件下,水位涨落、渗流变化与工程扰动相互叠加,容易诱发滑坡复活或加速变形;工程实践表明,滑坡往往不是由单一滑动面控制,而是呈现深浅滑带并存、分层错动、阶段性失稳等复杂特征。如何在实验条件下尽可能真实地再现“多滑带—涉水—加载”的耦合过程,进而识别变形破坏链条与关键阈值,是库岸安全评估与治理设计中的难点之一。 原因:库岸滑坡的复杂性主要来自三上。一是水文条件变化频繁,库水位周期性涨落会引起坡体渗压、有效应力与抗剪强度的动态调整,软弱夹层更易出现强度衰减;二是地层结构控制显著,软弱层、节理裂隙、坡积体与基岩接触带等构成潜滑带,深层滑带提供整体滑移条件,浅层滑带则更容易在降雨或快速退水时发生局部失稳;三是工程活动叠加影响突出,铁路、公路、沿江城镇建设及岸线整治带来的附加荷载与扰动,使滑坡演化呈现“渐进破坏—突变失稳”的非线性特征。传统小尺度或单滑带模型难以同时兼顾结构层次、边界条件与可控加载路径,进而影响机理验证与参数反演的可靠性。 影响:此次公开的专利申请信息显示,对应的单位提出的模型试验系统由模型箱、滑坡监测装置和活动加载装置等组成,可在箱体内自下而上布置模拟滑床与模拟滑坡体,并在滑坡体内部设置深层与浅层滑带,构建多滑带结构。加载端采用可自适应角度的反力构件、伺服电动推杆及压力传感器等,实现加载方向和大小的可调、可测,并可持续加载直至模型破坏,从而对滑坡演化全过程进行可控模拟。业内人士认为,该系统有望在三上提升研究与应用能力:其一,更系统捕捉不同滑带之间的相互作用及先后失稳关系,为解释“局部滑塌—整体滑移”的链式过程提供实验依据;其二,依托可量化的加载与监测数据,便于开展强度折减、临界荷载与位移阈值等指标研究,为预警判据提供参考;其三,为工程治理方案比选提供试验平台,可在模型中对比验证不同支挡、排水与减载组合对变形演化的影响。 对策:从风险治理角度看,库岸段涉水滑坡防控需要把监测、工程与管理有效衔接。一是完善多源监测体系,结合位移、孔隙水压力、裂缝扩展与库水位变化等指标,建立分层分区的风险识别框架;二是围绕水文因素开展治理,优先完善截排水系统、降低不利渗流影响,并在库水位调度允许范围内优化涨落速率与时段,减轻快速退水带来的不稳定效应;三是根据多滑带特征,治理设计应区分深层与浅层控制目标,深层侧重整体稳定与抗滑能力提升,浅层侧重局部加固与表层防护,避免措施“一刀切”导致投入增加但效果不稳定;四是推动试验研究与工程实践联动,通过模型试验验证关键参数、失稳模式与治理效果,提高方案论证的科学性与可复制性。 前景:随着重大工程向山地峡谷、沿江沿库地区延伸,地质灾害风险管控对精细化需求持续增加。具备可调加载、可监测、多滑带特征的模型试验系统,为揭示涉水滑坡从变形积累到破坏的全过程提供了新的技术手段。下一步,如能更引入可控水位变化、降雨入渗与长期蠕变等边界条件,并建立与现场监测数据对标的验证机制,将有助于把试验成果转化为更贴近工程应用的评估方法与预警模型,为交通干线、库区城镇及岸线设施安全提供更可靠的技术支撑。
科技创新是提升自然灾害防治能力的重要支点。这项成果展示了我国科研团队在防灾减灾领域的研究进展,也表明了面向工程实际问题的研究导向。随着更多成果加快转化应用,我国地质灾害防治的技术体系和工程能力有望更提升,为保障人民生命财产安全提供更有力的支撑。