缓慢移动的水库滑坡的互惠速率调制演化：从适应水文条件的块模型中汲取经验

《Landslides》：Reciprocal rate-modulated evolution of slow-moving reservoir landslide: learning from hydrological-adapted block model

该研究通过反向直接剪切试验分析库区滑坡的速率效应，发现0.005-0.1mm/min剪切速率下残留强度非线性增长，SEM证实孔隙结构演变导致自然态土壤较饱和态更易剪切。基于此开发了水力适应块体（HAB）模型，通过迭代求解运动平衡方程模拟滑坡时序位移，结果显示库水位下降是主控因素，而超过91mm/d强降雨引发局部加速，剪切速率与滑带土强度存在双向耦合调控机制，整体稳定性趋势与水库水位一致但存在局部波动。

　　

摘要

运动缓慢的库区滑坡表现出阶梯式的位移特征，并伴有间歇性的加速现象，这种现象受到相互影响的双向调节机制的控制，即滑带剪切强度与滑坡运动之间的相互作用。以三峡水库（TGR）区域的黄土坡滑坡为例，通过逆向直剪试验（RDSTs）研究了饱和状态和自然含水状态下的残余强度变化。研究结果表明，在0.005–0.1毫米/分钟的剪切速率范围内，残余强度随剪切速率呈非线性增长。扫描电子显微镜（SEM）分析揭示了剪切速率对孔隙排列的影响，这解释了自然状态下土壤的剪切稀化现象及其比饱和状态土壤更低的粘度特性。为了模拟这些滑坡的阶梯式和加速位移过程，研究人员开发了一个基于水文条件的块体模型（HAB模型）。该模型通过迭代求解运动平衡方程，根据水库水位的动态变化和降雨情况，确定不同位置和时间的滑坡位移及稳定性状态。HAB模型能够准确再现整个水文年度内监测到的阶梯式位移现象。滑坡的位移主要受水库水位下降的影响，而强降雨（>91毫米/天）会引发局部加速现象。值得注意的是，加速位移增强了滑带土壤的强度，进而控制了滑坡的运动。这种剪切速率与滑带土壤强度之间的双向调节作用在整个滑坡演化过程中持续存在，最终使得滑坡整体保持稳定，其稳定性总体上与水库水位的变化趋势一致，尽管存在局部波动。本研究有助于深入理解运动缓慢的库区滑坡的相互速率调节机制。