【正文】 了相應的發(fā)展。系統(tǒng)工程地質或工程地質系統(tǒng)集成法，基于變形理論的設計系統(tǒng)工程地質學（含非線性科學）變形過程控制理論(強調系統(tǒng)的非線性過程演化及過程控制)過程模擬與過程控制 三峽船閘高邊坡鏈子崖危巖體治理，李家峽水電站高邊坡 小灣高邊坡 錦屏水電站高邊坡究進入了蓬勃發(fā)展的新時期。80年代，工程地質學的發(fā)展進入了定性向定量發(fā)展的新階段，工程地質學及邊坡科學研表3 巖石高邊坡工程實踐與研究發(fā)展歷程時期工程實踐主導學術思想理論基礎及基本觀點分析技術典型高邊坡工程及災害滑坡事件19651980199019952000 西南﹑西北地區(qū)水電工程建設﹑三線鐵路建設，露天礦的開發(fā)揭示了一系列具有典型時效過程的大型滑坡。最為突出的理論貢獻是地應力對邊坡變形破壞的引入和變形破壞基本地質力學模式的提出。70年代中后期的金川露天礦、撫順西露天采的開采引發(fā)的高邊坡變形與失穩(wěn)問題更加引起了人們對這一問題的關注[3][4][5]。除了與一般邊坡類似的特征和問題外，最為引起工程地質學家注意的是這些邊坡所表現(xiàn)出的復雜變形破壞現(xiàn)象，它們都難以用通常靜力學觀點去認識，尤其是如何解釋滑動面的形成過程，這些現(xiàn)象從某種程度上蘊涵了邊坡的變形破壞機理及其演化過程，而闡明這一過程是認識復雜高邊坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀并預測其未來變化的重要基礎與前提。表2 中國水電站建設高邊坡工程名稱邊坡位置坡高(米)巖 性存在的主問題龍羊峽泄水消能區(qū)200變質砂巖及花崗巖貫穿拉裂縫和緩傾角裂隙、虎丘山穩(wěn)定、虎山坡霧化等天生橋二級廠房后高邊坡180300砂頁巖夾泥巖層狀和裂隙巖體高邊坡天生橋一級溢洪道120灰?guī)r順向、逆向構造坡向家壩左岸馬步坎600砂、泥巖互層坡頂和深部拉裂帶溪洛渡左、右岸300玄武巖層間、層內錯動帶錦屏左岸350600大理巖、砂板巖深部拉裂漫灣左岸壩肩180微風化流紋巖滑面加固后繼續(xù)下挖大柳樹左、右岸200砂板巖松動巖體、深部拉裂隔河巖廠房190頁巖上層頁巖硬，下層軟苗家壩左、右岸220楔體變形、深部拉裂五強溪大壩左岸170砂巖、石英巖層狀結構，蠕變及順巖層滑移李家峽左,右岸壩肩廠房及泄水建筑220片巖、變質巖混合層間擠壓斷層、NE的裂隙發(fā)育小浪底引水系統(tǒng)進出口120砂巖泥巖互層巖體軟弱、斷裂發(fā)育三峽左岸船閘170閃云斜長花崗巖邊坡高陡，斷層和節(jié)理裂隙發(fā)育小灣左、右岸700片麻巖,少量片巖強卸荷，傾倒，楔形體，蠕滑龍灘左岸進水口260頁巖,砂巖,板巖蠕變體中的開挖邊坡拉西瓦壩區(qū)左岸700花崗巖深部拉裂和緩傾角裂隙60~70年代，伴隨我國西南地區(qū)水能資源開發(fā)序幕的揭開，在一些水電工程的前期勘探過程中，開始遇到巖石高邊坡的問題，如四川的龔嘴、二灘、貴州烏江渡、。表2列出了20世紀我國大型水電工程勘測設計與施工中所遇到的典型高邊坡實例。2 認識與回顧20世紀，我國巖石高邊坡理論與實踐主要是伴隨6070年代以來西南地區(qū)水電開發(fā)、鐵路建設和金川、撫順等大型露天礦山開采的需求而發(fā)展起來的。公路系統(tǒng)30m人工：3080m自然：30150m邊坡高度一般較小,地質結構及環(huán)境條件相對簡單,對邊坡質量要求較高。 表1 不同部門巖石工程高邊坡類型及特點建議高邊坡定義一般高邊坡高度范圍邊坡及邊坡工程特點水電系統(tǒng)100m人工：100700m自然：1001000m邊坡高度大，地質結構及環(huán)境條件復雜，工程對邊坡質量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。因此，巖石高邊坡的穩(wěn)定問題不僅涉及到工程本身的安全，同時也涉及到整體環(huán)境的安全；巖石高邊坡的失穩(wěn)破壞不僅會直接摧毀工程建設本身，而且也會通過環(huán)境災難對工程和人居環(huán)境帶來間接的影響和災害?？梢哉f，這一問題的復雜程度和其所具有的挑戰(zhàn)性在全世界范圍內也是少見的。而這個地區(qū)修建或擬建的巨型﹑大型水利水電工程，邊坡高度小則百余米，大則達300～1000米, 加之現(xiàn)代構造活動強烈,自然動力地質作用發(fā)育, 因此,巖石高邊坡通常處于復雜的地質環(huán)境并具有復雜的地質結構，構成我國大型水電工程建設中的一個關鍵工程技術難題無疑, 對工程修建的可行性決策起到重要的控制作用, 并在很大程度上影響著工程建設的投資及運營效益。尤其是20世紀80年代以來，我國經(jīng)濟的高速增長，極大地刺激了資源﹑能源的開發(fā)，交通體系的完善和城鎮(zhèn)的都市化進程，大型工程活動數(shù)量之多、規(guī)模之大、速度之快、波及面之廣，舉世矚目；毫無疑問，隨之在不同領域也帶來了眾多的高邊坡工程問題（表1）。中國巖石高邊坡工程及其研究黃潤秋1 概述巖石高邊坡穩(wěn)定性問題是我國20世紀70年代以后出現(xiàn)的最具特色的工程地質問題之一。這一問題的出現(xiàn)并呈現(xiàn)為強烈的中國特色，完全是由我國獨特的地形地質條件和作為一個發(fā)展中國家所面臨的大規(guī)模工程建設所決定的。以西南地區(qū)為例，地處青藏高原的東側，受青藏高原近百萬年來持續(xù)隆升的影響，在青藏高原與云貴高原和四川盆地之間形成了總體呈南北走向的巨大的大陸地形坡降帶，構成我國大陸地形從西向東急劇驟降的特點；在此過程中，發(fā)育于青藏高原的長江（金沙江）及其主要支流（雅聾江、大渡河、岷江）以及雅魯藏布江、瀾滄江、怒江、大渡河等深切成谷，從而在這個巨大的大陸地形坡降帶上形成高山峽谷的地貌特征，不僅蘊藏了豐富的水能資源，同時，也構成高陡邊坡的基本地貌景觀。因此，20世紀80年代以來,人們清醒的認識到必須加強復雜巖體中高陡邊坡穩(wěn)定性的理論研究，必須加強重大工程邊坡穩(wěn)定性的應用研究。在大規(guī)模工程建設中，巖石高邊坡，一方面作為工程建（構）筑物的基本環(huán)境，工程建設會在很大程度上打破原有自然邊坡的平衡狀態(tài)，使邊坡偏離甚至遠離平衡狀態(tài)，控制與管理不當會帶來邊坡變形與失穩(wěn)，形成邊坡地質災害；另一方面，它又構成工程設施的承載體，工程的荷載效應可能會影響和改變它的承載條件和承載環(huán)境，從而反過來影響巖石邊坡的穩(wěn)定性。因此，對巖石高邊坡穩(wěn)定性的研究一直是我國20世紀工程地質學領域的熱點和難點科學與工程技術問題。礦山系統(tǒng)100m 100500m邊坡高度大，地質結構較復雜,工程對邊坡質量有一定要求, 但通?？紤]極限設計.鐵道系統(tǒng)50人工：50150m自然：100300m邊坡高度一般較大，地質結構及環(huán)境條件復雜，對邊坡質量要求高，但通常要求線路快速通過。城建系統(tǒng)15m人工：1550m自然：15100邊坡高度小,地質結構及環(huán)境條件相對簡單,對邊坡質量要求高。其中尤以水電開發(fā)所遇到的高邊坡問題最為突出、最為典型，對這一時期我國巖石高邊坡理論和實踐發(fā)展的推動作用也最大。表3 則簡單回顧總結了20世紀60年代以來我國巖石高邊坡工程理論與實踐發(fā)展的總體歷程。這個時期，巖石力學的發(fā)展為這個問題的解決提供了理論的源泉，它幫助工程地質學家認識到了邊坡巖體的“可變形性”、 變形的“時效性”和巖體結構對這種變形乃至最終破壞可能起到的控制作用，從而開始了對地質災害的形成演變進行“地質過程機制分析”的時代[1][2]。這一階段主要的研究的是在大量實際工程研究的基礎上，對邊坡變形破壞機理進行系統(tǒng)深入的機理分析和模式總結。但受這一時期理論和研究手段的限制，人們還無從對這一復雜過程進行力學量化的描述，更多的還是建立在“概念模型”基礎上的定性分析。地質過程機制分析方法，工程地質力學工程地質學+彈塑性力學+流變學概念(可變形性﹑結構控制非連續(xù)﹑流變介質)解析分析方法為主瓦依昂滑坡(1963)龔嘴電站邊坡大渡河李子坪滑坡雅礱江霸王山滑坡雅礱江金龍山滑坡烏江黃崖邊坡變形金川露天礦邊坡 三峽工程庫區(qū)庫岸穩(wěn)定性評價﹑黃河上游一系列大型水電工程(龍羊峽﹑拉西瓦﹑李家峽等)壩區(qū)庫區(qū)高邊坡穩(wěn)定性評價地質過程機制分析—定量評價工程地質學+巖石力學+ 現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)值模擬理論(確定性的分析方法為主)數(shù)值+物理模擬鹽池河巖崩()雞趴子滑坡()撒勒山滑坡()新灘滑坡()中陽村滑坡()溪口滑坡()漫灣壩肩滑坡()龍羊峽近壩庫岸高邊坡拉西瓦壩區(qū)高邊坡李家峽庫壩區(qū)高邊坡 金沙江向家壩﹑溪洛渡，雅礱江錦屏﹑官地，瀾滄江小灣，白龍江苗家壩等大型水電工程高邊坡.系統(tǒng)工程地質學工程地質系統(tǒng)集成法現(xiàn)代工程地質學+系統(tǒng)科學(強調系統(tǒng)性﹑強調過程的模擬再現(xiàn))過程模擬天生橋二級水電站高邊坡鏈子崖危巖體治理黃蠟石滑坡治理黃土坡滑坡()雞冠嶺滑坡()甘肅黃茨滑坡() 三峽工程船閘高邊坡，鏈子崖危巖體治理，小灣、錦屏高邊坡。一方面，隨著計算機技術的迅速發(fā)展和現(xiàn)代力學、現(xiàn)代數(shù)值分析理論的進步，模擬技術開始廣泛地應用于地質災害分析，尤其是機制分析；針對介質的特點，先后出現(xiàn)了線彈性模擬、彈塑性模擬和考慮時間效應的粘彈塑性模擬[6]，后期還出現(xiàn)了準大變形和運動過程的離散單元模擬，乃至全過程模擬等。借助于方法的更新和手段的進步，人們對地質災害的認識不再僅僅停留于“概念模型”階段，而是通過模擬，把“概念模型”上升為“理論模型”，進一步從內部作用過程(機制)上揭示邊坡地質災害的發(fā)育及滑動面的形成過程，以及這一過程所反映的邊坡穩(wěn)定性狀況和蘊涵的今后的變化信息，從而為復雜邊坡的穩(wěn)定性評價及預測提供了重要的理論方法和工具。另一方面，學科之間的相互滲透使許多與現(xiàn)代科學有關的一系列理論方法,如系統(tǒng)論方法、信息論方法、模糊數(shù)學、灰色理論、數(shù)量化理論及現(xiàn)代概率統(tǒng)計等被引入邊坡科學研究,從而大大促進了理論的更新和應用研究及決策水平的提高。90年代，尤其是三峽工程建設和西部開發(fā)的實施，工程建設的需求極大地推動了我國20世紀巖石高邊坡工程理論與實踐的發(fā)展。一是從80年代末期開始，系統(tǒng)科學的思想被引入復雜地質過程和高邊坡穩(wěn)定性研究，人們從系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)之間的信息傳遞上認識到了復雜高邊坡地質體的穩(wěn)定性及其控制機制和可能的控制途徑，從而開始了從認識地質體向適應乃至改造地質體、從認識邊坡變形破壞行為向控制災害發(fā)生的過渡，誕生了“系統(tǒng)工程地質學”和“工程地質系統(tǒng)集成”和“互饋作用”等學術思想[8][9][10]。人們不僅通過一般系統(tǒng)科學認識到了復雜災害系統(tǒng)的物理構成，而且借助于非線性科學，認識到了系統(tǒng)形成與演變的非線形特性，從而跨越了從線性系統(tǒng)到非線形系統(tǒng)的歷史性轉變。與此同時，伴隨長江三峽工程船閘高邊坡、鏈子崖巖體高邊坡等相繼進入治理施工階段，從而在很大程度上推動了我國巖石高邊坡的穩(wěn)定性控制和監(jiān)測技術的方法和技術進步，其標志性成果是大噸位巖石錨固工程的開展[13，14]，我國先后在天生橋水電站二級廠房后高邊坡、黃河小浪底進水口高邊坡、長江三峽船閘高邊坡、鏈子崖危巖體高邊坡等應用大噸位巖石錨固對邊坡實施了成功的加固處理。因此，變形破壞機理研究在巖石高邊坡工程中一開始就受到高度重視。除了以上文獻所描述的這方面的成果外，還有以下一些特殊的巖石高邊坡變形破壞機理被揭露。這種模式最早揭露于黃河龍峽水電站近壩庫岸河段，以其中的查納、龍西等大型滑坡為代表[16]，后來，在黃河拉西瓦水電站、湖北鹽池河磷礦等地又有發(fā)現(xiàn)[9，17]，是一種受坡腳近水平結構面控制邊坡的經(jīng)典變形破壞模式，也是我國大型高速滑坡發(fā)生的一類主要機理模式。這類邊坡的變形破壞機制主要表現(xiàn)在以下的階段性過程：（1）邊坡形成過程中，由于坡體整體的卸荷回彈變形，從而驅動邊坡沿坡腳的緩傾結構面發(fā)生回彈錯動性質的表生改造，并在坡頂形成拉張應力區(qū)，出現(xiàn)后緣拉裂（圖1，處于高地應力區(qū)的這類邊坡更具發(fā)生此種變形的條件）。顯然，隨著蠕滑段和拉裂段的發(fā)展，它們之間的完整巖體就構成了邊坡變形的“鎖固段”，坡體的穩(wěn)定性將主要由鎖固段來維系，鎖固段的應力也將隨著蠕滑段和拉裂段的發(fā)展而逐漸的積累。由于這種突發(fā)的脆性破壞伴有很大的峰、殘強度差，因此，邊坡巖體的位能將得以突發(fā)的釋放，從而形成高速滑坡。在這種情形下，緩裂通常構成蠕滑段，陡裂構成拉裂段，蠕