滑坡监测是通过及时对滑坡的应力、应变及地下水等内部物理参数^[1-6]和地震、降雨量及地表水等外部条件参数^[7、8]的捕捉，了解和掌握滑坡的演变过程，为正确评价、预测滑坡及工程治理提供可靠资料和科学依据，是一种重要的滑坡灾害预防手段^[1-2]。大量研究者从滑坡降雨^[7]、土体蠕变^[8-11]等方面研究滑坡变形的影响因素，分析陆地滑坡的失稳规律^{[2, 4, 11-15]}，其中仅文献[2]、[7]分析了水库水位变化对牵引型滑坡的变形规律。三峡库区内存在大量推移式滑坡，其致灾程度大，影响范围广，破坏力强，在库水位变动作用下失稳机制和变形特征与前述滑坡差异较大，目前三峡工程试验性蓄水期间出现多处推移式滑坡变形加剧，但这方面的研究成果较少，对其变形规律的认识较为缺乏，笔者以云阳凉水井滑坡为例，通过对该滑坡各区域的地表变形、裂缝变化和深部位移变化特征分析，研究库水和降雨对推移式滑坡作用机理，总结三峡库区推移式滑坡的变形规律，为滑坡灾害防治提供科学依据。

1 滑坡概况 1.1 滑坡地质条件及形态特征

凉水井滑坡位于云阳故陵镇的长江右岸斜坡地带，滑坡平面形态呈“U”形，为圈椅状地形，南高北低，后部和前部地形较陡，中部地形较缓，自然坡度20°~35°。滑坡前缘高程约100 m，后缘高程约319.5 m，纵向长约434 m，横向宽约358 m，面积约11.82×10⁴ m²，总体积约407.79×10⁴ m³。滑体为滑坡堆积(Q₄^del)，物质组成在竖向上变化较大，上部为含角砾粉质粘土、碎块石土，下部为砂岩、泥岩块石及未完全解体的巨块石。滑床为侏罗系中统沙溪庙组(J₂s)泥岩和砂岩互层，岩层产状为340°∠45°~51°。滑面后部较陡，从中部到前部逐渐变缓，整体略向左倾，为推移式滑坡，滑带为含角砾粉质粘土，厚3~5 cm，含水量高，滑动方向与现坡向基本一致。典型地质剖面见图 1。

1.2 滑坡变形特征

2010年1月，三峡库区175 m试验性蓄水，受库水浮托作用滑坡中前部出现地表裂缝。2010年3月底水位降至160 m时遇暴雨，变形加剧，后缘张拉裂缝与两侧剪切裂缝贯通，裂缝宽40~410 mm，下挫高20~660 mm；中前部发育了鼓胀裂缝；前缘塌岸区发育了张拉裂缝，裂缝分布见图 2。简易裂缝监测发现裂缝宽度持续增加，滑坡失稳后可能堵塞长江航道，产生的涌浪可能威胁上下游数十公里船只的安全。为了确保航道及船只安全，为灾害预防提供科学依据，采用专业预警监测。

2 监测方法及监测点布置

本滑坡主要采用远程自动化实时监测，内容包括：地表位移监测、地裂缝监测、深部位移监测和雨量监测，监测方案见图 2。各监测项目每4 h观测1次，汛期或变形加速期每2 h观测1次，变形强烈时1次/ h，紧急情况连续监测。

2.1 地表位移监测

在滑坡体上布设24个监测点，形成3横5纵8条监测剖面。位移监测采用徕卡TCRA1201R1000自动全站仪(又称为测量机器人)，静态测角精度为±1″，测距精度为1 mm+1.5×10^-6，采用ATR模式自动目标识别，当全站仪发送的红外光被反射棱镜返回并经全站仪内置的CCD相机判别接受后自动转向棱镜，自动目标识别的有效距离1 000 m，可进行24 h连续自动精确测定。

2.2 地表裂缝宽度监测

在滑坡后缘及两侧裂缝内外布置7个监测点。地表裂缝监测采用KLA-1型拉线式无线地裂缝监测系统，该系统将传统的拉线测量原理与现代化通讯技术有机结合，已在宜昌、重庆万州等地的滑坡监测中应用，监测效果较好。

2.3 深部位移监测

深部位移监测点共布设7个(3传感器/点)，采用固定式钻孔倾斜仪：量程±30°、灵敏度8″、精度0.1%FS。深部位移监测系统由安装在测斜管内的传感器(若干个探头串)、数据传输设备、微机数据处理系统组成。探头通过自身斜度变化输出响应信号，通过通讯网络传输给远程上位机绘制位移曲线图，及时反应位移变化情况。

2.4 降雨量监测

滑坡区内布置一个雨量计，采用降雨量实时遥测系统，该系统基于翻斗式雨量计的工作原理，并集成了无线实时监测装置，将测量成果输入GSM网络。

3 变形特征分析 3.1 地表位移监测

由于数据量大，笔者根据滑坡变形特征将滑坡分为中前部(JC03)，左侧(JC02)，右侧(JC22)，后缘(JC14) 4个区，按照降雨和库水位变化情况分为5个阶段，选择有代表性的监测点来分析滑坡变形特征，其水平位移累计曲线见图 3，变形速度见表 1。

图 3和表 1表明，该滑坡各部位在各阶段变形趋势基本一致，整体变形缓慢，全年位移量平均为400.73 mm，最大为509.90 mm(JC03)。2010年4月5日至6月10日三峡库水位下降且降雨量较大，各监测点累积位移曲线斜率均较大，主要受库水位下降和降雨影响，各区域变形速度关系为右侧>后缘>中前部>左侧；2010年6月11日至9月15日，库水位在145~146 m之间波动，变形主要受降雨影响，平均速率较小，大小关系为右侧>后缘>前缘>左侧；2010年9月15日至10月23日蓄水至170 m左右，主要受库水位影响，平均速率进一步减小，其大小关系为前缘>右侧>后缘>左侧；2010年10月24日到12月17日库水位在170~171.3 m波动，滑坡各部位变形规律与蓄水期一致，变形主要受库水位控制；2010年12月18日至2011年3月25日库水位下降，滑坡整体变形加剧，各区域变形速度关系为前缘>后缘>右侧>左侧。整体表明，2010年4月~6月由于库水位下降较快且有降雨作用滑坡变形最强烈，2010年12月~2013年3月库水位降落较慢变形强度次之，然后为汛期，再其次为高水位期，蓄水期变形最慢。降雨对滑坡后缘及右侧变形影响较大，库水位变化对滑坡前缘和后缘变化较大。

滑坡后部、右部及前部变形趋势一致，变形速率平均值为1.13 mm/d，整体性较好。右侧前缘为陡斜坡，约束小变形较快，前缘变形速度最大，为1.436 mm/d；文献[16]表明滑面略向左侧倾斜，埋深大受边界约束较强，变形速度为0.87 mm/d(JC02)，变形较慢。根据变形曲线斜率变化和监测期间位移矢量发现，2010年9月15日前受右后部推移作用变形从滑坡后部到前部、从右侧到左侧轮流接替发生；2010年9月15日后受前缘浮托和牵引作用变形从前部到后部、从右侧到左侧轮流接替发生。

3.2 地表裂缝监测分析

选择LC01(后缘)、LC05(右侧)、LC06(左侧)和LC07(左前部)的裂缝监测点分析裂缝变形特征，裂缝宽度累计变化量曲线见图 4，变形速度见表 2。

图 4和表 2表明：滑坡后缘、右侧及左侧在各阶段变形趋势一致，为缓慢变形，最大裂缝宽度为341.79 mm。2010年5月4日至6月10日水位下降且降雨量较大，各点变形速度较快，曲线斜率总体较稳定，但在降雨量大时有突变；右侧裂缝变形最快，后缘次之，左侧最慢。2010年6月11日至9月15日为汛期，库水位变化不大，变形主要受降雨影响，裂缝变形减弱，但后缘变形最快，右侧较慢，左侧最慢。2010年9月15日至2011年3月为水位变化期，裂缝变形加剧，后缘变形最快，右侧稍慢，左侧最慢。滑坡后缘和右侧裂缝全年变形较大，左侧变形较小。裂缝变形在2010年5月~6月变形最强烈，汛期滑坡变形稍次，2010年12月~2013年3月降水期次之，再次为高水位期，最慢为蓄水期。

滑坡左前部的LC07为在汛期受后侧滑体挤压裂缝宽度有减小的现象，与该区地表隆起变形相符，在库水位作用强烈时演变为张拉裂缝，且受库水位影响，变形较强烈。

3.3 地表变形分析

滑坡后缘、右侧及左侧的水平位移监测点和裂缝点变形对比曲线如图 5所示：裂缝变形和水平位移在各阶段的变形特征基本相同，但水平位移曲线在降雨或水位变化期突变较明显，准确地反映了滑坡的变形情况，裂缝变形曲线较圆滑，对外界条件反应不敏感。

3.4 深部位移监测分析

选取具有代表性的深部位移监测点QX1、QX7位移曲线图进行分析(1#、2#、3#分别代表滑床、滑带附近及滑体中的传感器)。

QX1位于滑坡左前部，QX7位于滑坡右后部位，2010年5月25日至6月10日，滑坡变形主要受水位降落和暴雨影响，QX1距离水位变动区较远，且受左侧边界约束，滑坡深部无变形，QX7变形较强烈，变形速度较快；2010年6月11日至9月15日汛期，QX7曲线较缓，后缘深部变形略有减小，QX1曲线斜率较稳定，变形较快；2010年9月15日蓄水以后QX1受水位变化较大，变形速度快，但具有间歇性，QX7变形较慢，曲线呈台阶状，变形的间歇期更长。总体表明，低水位时滑坡变形从右后到左前，蓄水后滑坡变形从左前到右后；后部受降雨影响强烈，前部受水位变动影响强烈。

对比图 3、图 4和图 6，深部位移监测成果与相应的位移监测和裂缝监测成果在时间上较吻合，当深部位移变形时，地表和裂缝也发生变形，但表层变形比深部变形强烈。

4 变形机制分析

根据滑坡左中右3条剖面在各时期所处工况进行稳定性分析，计算方法采用传递系数法，计算结果见表 3。计算结果表明：滑坡稳定系数从右到左逐渐增加，与滑坡横向变形趋势大致相符，与文献[16]滑面左倾约束较强相符。各剖面条块在降雨和库水位变时自身稳定系数F′_i(阻滑力除以下滑力)不断变化，该滑坡勘察期间(160 m静水位且无降雨影响)与各工况条块稳定系数相差后对比分析，汛期库水位在145~146 m之间波动，受降雨控制，后部条块自身稳定系数减少量较大；蓄水期和高水位期中部和前部条块自身稳定系数减少量较小；降水期中部和前部条块自身稳定系数减少量较大，在4月~6月受降雨和库水位下降的双重作用，自身稳定系数减少量最大，与滑坡各部位在各时期的变形特征相符。

结合文献[16]，滑坡后侧汇水面积较大，大气降水经地表汇集至滑坡后缘平台区，滑体为透水性好的碎块石土和块石，地表水下渗后在滑面附近富集，能较快降低后部滑面强度，因此降雨期间后部变形较大，滑体自身稳定系数降低快。随着库水位上升前缘阻滑段滑体逐渐进入水库，受水浮托作用有效重度降低，阻滑力减小自身稳定系数降低，变形增大；高水位时滑体受浮托力最大，前缘滑体变形比蓄水期大；水位降落时，滑体在受到库水浮托作用的同时，地下水下降的动水压力增大了滑坡牵引力，滑块自身稳定系数进一步降低，变形加剧，如果时逢降雨，在降雨和水位降落双重因素作用下，滑体前缘和后缘同时发力，滑坡变形最快，稳定系数最低，滑坡失稳可能性最大。

5 结论

通过对凉水井滑坡变形的综合分析，推移式滑坡在降雨和库水位两种不同的作用机制下，变形规律如下：

1) 降雨汇集并快速下渗降低推移式滑坡后部滑面强度，对后部变形影响强烈。

2) 库水位上升的浮托作用减小了前部滑体有效重度而减小了阻滑力，对前缘影响强烈，水位越高变形越大。

3) 水位下降时地下水动水压力增大了滑坡牵引力，前部变形加剧，同时受降雨作用时滑坡整体变形最大，稳定性最差。

4) 根据当前库水位调节模式，2010年4月~6月由于库水位下降较快且有降雨作用滑坡整体变形最强烈，2010年12月~2011年3月库水位降落较慢变形强度次之，然后为汛期，再其次为高水位期，蓄水期变形最慢。

5) 位移监测比裂缝监测更能准确地反映滑坡的即时变形情况；表层变形比深部位移强烈，水位降落对滑坡的影响比降雨的影响大。