【正文】 定性最差的大型崩塌滑坡體，對長江航運(yùn)和三峽大壩施工構(gòu)成了嚴(yán)重威脅；經(jīng)多方案對比，整治工程采用了預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)。此外，清江隔河及二灘等大型水利水電工程的高邊坡加固也都廣泛采用了預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)[53~55]。m[46]（1997）。黃河小浪底水電站高邊坡加固工程中累計(jì)施工預(yù)應(yīng)力錨索近1500根，僅172 m高的進(jìn)水口高邊坡加固就采用了長18~40 m、預(yù)應(yīng)力為400 kN、600 kN、800 Kn、1200 kN和1500 kN的5種錨索747根，加固工程于1996年完工[44,45]。目前，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)已經(jīng)成為我國邊坡，尤其是巖石高邊坡，加固的首選方案。1964年，我國在安徽梅山水庫建設(shè)中首次使用預(yù)應(yīng)力錨索加固壩肩滑動巖體并取得成功[14,42]。1934年，阿爾及利亞Cheurfas大壩所采用的垂直錨標(biāo)志著現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力地錨時代的到來。總之，監(jiān)測工程實(shí)踐不僅使監(jiān)測技術(shù)本身在理論、方法等方面不斷提高和完善，也使業(yè)主和施工單位切實(shí)感受了信息化設(shè)計(jì)和施工的強(qiáng)大生命力，共同促進(jìn)了監(jiān)測技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用與發(fā)展。監(jiān)測工程的實(shí)踐不僅積累了完整的觀測資料，也確實(shí)起到了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益，如二灘水電站2號尾水渠邊坡，坡高150m，總體坡度達(dá)63度，邊坡在下挖過程中變形明顯（監(jiān)測位移超過100mm，后緣裂縫寬250mm），根據(jù)監(jiān)測資料的分析研究，基本上掌握了邊坡變形的機(jī)理、變形范圍與深度及發(fā)展變化趨勢，及時并有效地采取了加固處理措施（100根3000kN錨索），避免了工程事故的發(fā)生；在這個過程中監(jiān)測確實(shí)起到了動態(tài)評價邊坡穩(wěn)定性、指導(dǎo)施工、修改設(shè)計(jì)的作用。在水利水電系統(tǒng)的很多工程都非常重視邊坡監(jiān)測，如隔河巖、小浪底、五強(qiáng)溪、二灘、三峽、東風(fēng)、李家峽、天生橋等，都根據(jù)工程情況對開挖邊坡和滑坡開展了安全監(jiān)測。在信息反饋方面，由于在資料整編上的進(jìn)步和分析方法上的突破，監(jiān)測信息反饋目前能基本做到及時、準(zhǔn)確，可利用在修改設(shè)計(jì)、調(diào)整施工、降低工程造價，及避免工程失事或減小工程損失等多方面。另外，在監(jiān)測成果的整編方面，從手工計(jì)算發(fā)展到了監(jiān)測信息處理系統(tǒng)，目前監(jiān)測信息都可全部由計(jì)算機(jī)管理，監(jiān)測圖表可由計(jì)算機(jī)生成。內(nèi)觀法仍以最直觀的物理量―坡體變形作為主要的觀測對象，但內(nèi)觀法可探測坡體內(nèi)部的變形分布，觀測精度較高（~），資料規(guī)律性較好，易于實(shí)現(xiàn)自動化，故內(nèi)觀法發(fā)展較快，目前成為邊坡監(jiān)測中的主要手段。另外，在外觀法中新技術(shù)的發(fā)展如GPS測量技術(shù)、近景攝影測量和INSAR干涉雷達(dá)測量等，在近年也取得了明顯的進(jìn)步，其中GPS測量技術(shù)由于觀測精度的不斷提高，目前逐步進(jìn)入實(shí)用階段，有較樂觀的發(fā)展前景。外觀法以坡體表面位移為觀測對象，其中精密大地測量技術(shù)最為成熟、精度最高，是目前廣泛使用的最有效的外觀方法。邊坡監(jiān)測方法大體上可分為兩大類：外觀法和內(nèi)觀法，兩類監(jiān)測方法各有其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。目前，監(jiān)測工作已成為了邊坡工程施工的重要環(huán)節(jié)，幾乎所有重要的邊坡工程都設(shè)計(jì)有監(jiān)測。國外的巖土工程監(jiān)測開展較早，我國從80年代初開始引起和研制了部分儀器，在露天礦邊坡和水電開挖高邊坡開展了系統(tǒng)的安全監(jiān)測研究，在國家“”“”攻關(guān)計(jì)劃的支持下，監(jiān)測儀器、監(jiān)測方法和監(jiān)測設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測成果應(yīng)用等方面的技術(shù)不斷得到改進(jìn)，監(jiān)測技術(shù)在高邊坡安全研究中的應(yīng)用越來越引起重視，并取得了一些明顯的成效。但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，目前邊坡可靠度分析還僅局限于針對一些條件相對簡單的邊坡的分析和應(yīng)用。（4）邊坡安全可靠度分析。1991年長江科學(xué)院采用有限單元法研究了三峽船閘高邊坡的地震動力穩(wěn)定性。關(guān)于這方面最早的研究見于文獻(xiàn)[32]，他們的后續(xù)成果建立了邊坡塊體運(yùn)動的動力微分方程，討論了動力穩(wěn)定的評價原則[33，34]。（3）巖石高邊坡的動力響應(yīng)分析。依據(jù)非線性科學(xué)的協(xié)同理論、突變理論，建立了邊坡失穩(wěn)預(yù)報的協(xié)同預(yù)測模型和針對不同類型邊坡的多種突變理論預(yù)報模型。這一期間，許多作者在這一方面做了很好的開創(chuàng)性工作[11，12，29，30，31]，建立了諸多從描述邊坡變形、滑動面發(fā)展直到突變失穩(wěn)的非線性模型。（2）邊坡系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析。自70~80年代彈塑性、斷裂、流變問題提出以來，90年年代關(guān)于損傷分析、流變~損傷耦合分析、滲流~損傷耦合分析得到了巖石力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)家的重視[26，27，28]，并開始應(yīng)用于諸如三峽船閘高邊坡等工程的分析。這種方法可以考慮材料的非線性和幾何學(xué)上的非線性，采用混和離散化法使塑性破壞和塑性流動得到體現(xiàn)；并采用顯式時間差分解析法，大大提高了運(yùn)算速度；適用于求解非線性大變形，但節(jié)點(diǎn)的位移連續(xù)，本質(zhì)上仍屬于求解連續(xù)介質(zhì)范疇的方法[25]。緊接著， DDA(Discontinous deformation Analysis, 石根華,Goodman ,1989)，NMM (Numerical Manifold Method, 石根華, 1995年)相繼提出，它適用于不連續(xù)介質(zhì)的大變形問題分析，從而實(shí)現(xiàn)了巖石塊體的移動、轉(zhuǎn)動、張開、閉合等全過程的模擬，據(jù)此可判斷出巖體的破壞程度、破壞范圍，從而對巖體的整體和局部的穩(wěn)定性作出正確的評價。目前，隨著并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，正在向數(shù)十~百萬個節(jié)點(diǎn)的計(jì)算問題邁進(jìn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以有限單元法為基礎(chǔ)的數(shù)值模擬技術(shù)在90年代中期突破了計(jì)算機(jī)內(nèi)存和算法上的限制，使得開展適用于高邊坡穩(wěn)定性分析的大規(guī)模科學(xué)計(jì)算 成為可能。 在具體分析評價方法方面，主要有以下及方面突出的成果：（1）數(shù)值模擬技術(shù)在高邊坡穩(wěn)定性評價中得到了廣泛深入的應(yīng)用[21，22，23]。從變形破壞演化的歷史分析，邊坡是通過變形的發(fā)展逐漸累計(jì)內(nèi)部的“損傷”，并向潛在滑動面轉(zhuǎn)移，隨著“損傷”在潛在滑動面的積累，潛在滑動面逐漸孕育、發(fā)展并最終形成邊坡的控制性破壞面。而監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以對邊坡的表面和內(nèi)部變形做出全方位的監(jiān)測，從而給出不同階段邊坡變形安全度。 對于特定的邊坡地質(zhì)體，其總存在一個臨界破壞的最大變形量，這個變形量代表了邊坡最大的承擔(dān)變形的能力，因此，也是高邊坡的安全控制與預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)。（3）巖石高邊坡穩(wěn)定性的評價不僅是一個強(qiáng)度穩(wěn)定性問題，也是一個變形穩(wěn)定性問題，不同的發(fā)展演化發(fā)展階段，對應(yīng)了巖石高邊坡所處的不同穩(wěn)定性狀態(tài)。（2）巖石高邊坡穩(wěn)定性受復(fù)雜巖體結(jié)構(gòu)的控制，基于均勻介質(zhì)的傳統(tǒng)土力學(xué)穩(wěn)定性評價方法用于這類邊坡的穩(wěn)定性評價與控制分析是不妥當(dāng)?shù)?。巖石高邊坡的穩(wěn)定性不是靜止的，而是一個動態(tài)演化的地質(zhì)歷史過程，這個過程就是伴隨時效變形的發(fā)生，邊坡潛在滑動面不斷的孕育、發(fā)展演化，最終進(jìn)入累進(jìn)性破壞而貫穿的過程。主要表現(xiàn)為除淺表部的正常卸荷裂隙外，還發(fā)育有一系列深部裂縫,這些深部裂縫的分布特征、成因機(jī)制對高邊坡和壩肩巖體穩(wěn)定性有重大影響. 近十年的研究表明：錦屏水電站普斯羅溝左岸高邊坡所發(fā)育的一套深部裂縫體系，實(shí)際上是在壩區(qū)特定高地應(yīng)力環(huán)境條件下，伴隨河谷快速下切過程中，坡體應(yīng)力強(qiáng)烈釋放，而沿坡體內(nèi)原有的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（小斷層和長大裂隙）卸荷拉裂的產(chǎn)物。但作為強(qiáng)裂卸荷原因而引發(fā)的這種深部卸荷及其所伴隨的深部張裂現(xiàn)象有以下三個強(qiáng)烈的背景：一是高地應(yīng)力（現(xiàn)實(shí)邊坡內(nèi)部的水平或近水平應(yīng)力通常在15Mpa以上，河谷下切釋放前應(yīng)該更高），這種高地應(yīng)力是驅(qū)動邊坡發(fā)生強(qiáng)烈回彈變形的內(nèi)在動力；二是邊坡深部存在有利于應(yīng)力釋放的結(jié)構(gòu)面（平行或與邊坡小角度斜交的近直立或傾坡外的斷層或長大裂隙）， 這是深部卸荷和張裂帶形成的邊坡結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；三是河流的快速下切，這是導(dǎo)致邊坡內(nèi)在應(yīng)力快速釋放的外部條件[20]。類似的深部張裂現(xiàn)象后來在白龍江苗家壩水電站、瀾滄江小灣水電站、糯扎渡水電站等又有揭露。（4）高應(yīng)力強(qiáng)卸荷深部破裂機(jī)理近十年來，在西南地區(qū)大型水電工程高邊坡的地質(zhì)勘探過程中，常常揭露邊坡具有深部卸荷，并伴隨深部張裂的現(xiàn)象，即除了邊坡淺表部發(fā)育的正常卸荷帶（一般0~60m）外，在坡體的深部（一般水平距岸坡120200m深度）還發(fā)育有深部的卸荷帶，表現(xiàn)為典型的深部張裂。在邊坡開挖過程中，這種變形機(jī)理反映在邊坡的表觀位移或內(nèi)觀位移上一般都有一個隨時間（開挖）的持續(xù)增長過程，變形量和速率都可能較大（地表最大變形可達(dá)10余厘米）；但由于這組變形結(jié)構(gòu)的非貫通性，因此，通常在開挖結(jié)束后，變形也就隨之很快減緩或停止了，岷江紫坪鋪、瀾滄江小灣都是這種情形。由于這組結(jié)構(gòu)面在邊坡內(nèi)通常表現(xiàn)為有限長度或被層間的軟層所夾持或限制，因此，這種變形結(jié)構(gòu)在邊坡內(nèi)通常不形成貫通的面或顯著的后緣拉裂面，而是表現(xiàn)為分散的“卸荷裂隙”形式，其發(fā)育深度取決于邊坡的傾倒變形程度。（2） 壓縮傾倒錯動剪脹型圖4 小灣水電站8號梁左砂系統(tǒng)高邊坡這種變形模式以岷江紫坪鋪、瀾滄江小灣、金沙江虎跳峽等水電站工程的高邊坡為代表。其典型的特征是邊坡巖體整體性較好，壓縮傾倒變形發(fā)生后，邊坡整體傾倒，從而在后緣沿平行邊坡的結(jié)構(gòu)面拉裂，形成統(tǒng)一的后緣深部拉裂縫。圖3 索風(fēng)營水電站2號危巖體進(jìn)一步，這種變形模式根據(jù)邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，相應(yīng)的變形表現(xiàn)形式不同可分為兩種類型，即壓縮傾倒拉裂型和壓縮傾倒剪脹錯動型。而這里的壓縮傾倒則主要指的是：具有下伏軟弱基座的高陡邊坡，下部軟層在上覆巖體的長期壓縮作用下，產(chǎn)生非均勻的壓縮變形（坡面最大，向坡內(nèi)逐漸減?。?，從而致使坡體遭受傾覆力矩的作用，導(dǎo)致坡體整體向外傾倒，并在坡體后緣形成具有很大貫穿深度的后緣拉裂或沿坡體內(nèi)傾向坡外的結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪脹錯動拉裂。邊坡變形破壞機(jī)理可概括為：沿緩傾角結(jié)構(gòu)面的剪切蠕滑變形通過陡傾段的拉張變形逐級向下傳遞，從而形成一具有階梯狀蠕滑面形態(tài)的高邊坡蠕滑拉裂變形體。蠕滑面的上段由三段緩傾角蠕滑面和兩段拉裂坎構(gòu)成，第一道拉裂坎即PD66號平硐上游支硐所揭露的拉裂帶，其高度較小，；第二道拉裂坎位于4，5槽線之間，由PD82號平硐所揭露，該拉裂坎高度較大。)，其中，緩傾角結(jié)構(gòu)面為蠕滑段，陡傾角結(jié)構(gòu)面為拉張段。該高邊坡蠕滑拉裂變形體沿山梁呈近EW向展布，其前緣高程1010m，后緣高程約1280m，相對高差約270m，105 m3（圖2）。工程實(shí)踐表明，這種變形破壞模式通常出現(xiàn)在堅(jiān)硬塊狀巖體或厚層巖體構(gòu)成的邊坡中，其變形的發(fā)生往往具有從上至下的特點(diǎn)（也可見到從下至上的），沿傾向坡外的中緩傾角結(jié)構(gòu)面蠕滑，并通過陡裂逐級向下傳遞變形，形成階梯狀蠕滑拉裂形式，當(dāng)階梯狀蠕滑面的平均傾角與結(jié)構(gòu)面的殘余摩擦角接近時，特別有利于這種變形的發(fā)生。文獻(xiàn)[[16]提出根據(jù)后緣拉裂的發(fā)育深度對該類邊坡的失穩(wěn)破壞進(jìn)行預(yù)報，并在現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料基礎(chǔ)上建立了邊坡失穩(wěn)的臨界拉裂深度判據(jù)： Hcr= – （2） 階梯狀蠕滑拉裂機(jī)理階梯狀蠕滑拉裂通常見于受平行邊坡陡、緩兩組結(jié)構(gòu)面控制的高邊坡中，是一種與平面滑動相近的變形破壞模式。（3）當(dāng)后緣拉裂加深到某一深度時，“鎖固段”的應(yīng)力積累將使這部分巖體進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段，并最終剪斷鎖固段巖體，發(fā)生突發(fā)的脆性破壞。（2）表生改造完成后，坡體在自重應(yīng)力的長期持續(xù)作用和驅(qū)動下，沿緩傾角結(jié)構(gòu)面發(fā)生持續(xù)的蠕滑變形，并導(dǎo)致坡體后緣拉裂的向下擴(kuò)展，從而形成前緣的蠕滑段和后緣的拉裂段。 可能產(chǎn)生這類變形破壞模式的邊坡往往具有以下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)：（1）坡體主體由相對均質(zhì)的脆性巖體或半成巖體構(gòu)成，但坡腳發(fā)育近水平或緩傾坡外的結(jié)構(gòu)面；（2）以堅(jiān)硬巖體為主體，但夾有相對較薄的軟弱夾層構(gòu)成的互層狀邊坡。（1） 滑移拉裂剪斷三段式機(jī)理所謂邊坡變形破壞的滑移拉裂剪斷三段式模式是指邊坡的變形破壞具有分三段發(fā)育圖1 滑移拉裂剪斷三段式模式 的特征，即下部沿近水平或緩傾坡外（內(nèi)）結(jié)構(gòu)面蠕滑、后緣拉裂、中部鎖段剪斷。20世紀(jì)60~70年代以來，通過西南地區(qū)水電建設(shè)的前期勘測工作和諸如金川露天礦等大型露天礦工程實(shí)踐，這一方面最為重要的理論貢獻(xiàn)就是巖石邊坡變形破壞基本地質(zhì)力學(xué)模型的建立和以此為依據(jù)的邊坡機(jī)制分類體系的建立[1][2][3][9][15]。3 巖石高邊坡變破壞機(jī)理研究 巖石高邊坡變形破壞機(jī)理，是巖石高邊坡穩(wěn)定性評價的重要理論基礎(chǔ)，同時，也是高邊坡變形與穩(wěn)定性控制的重要依據(jù)。它認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害是由一系列非平衡不穩(wěn)定事件產(chǎn)生空間、時間、功能和結(jié)構(gòu)上的自組織行為，從而導(dǎo)致開放系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的結(jié)果，籍此相繼建立了一些初步描述邊坡行為的動力學(xué)方程，提出了一些基于突變理論、分形理論及非線性動力學(xué)理論的預(yù)測模型[11~12]。另一標(biāo)志是90年代初，非線性科學(xué)被引入到了邊坡災(zāi)害的研究。這一階段有以下三個方面標(biāo)志性的成就。但所有這些方法，在描述方法上仍未脫離傳統(tǒng)的線性領(lǐng)域范疇。這一階段的發(fā)展促使“地質(zhì)過程機(jī)制分析”的學(xué)術(shù)思想體系上升到了 “地質(zhì)過程機(jī)制分析定量評價”的新階段[7]?；谙嗨评碚摰奈锢砟M技術(shù)也得到