岩石相似材料模型主要用来研究岩体的变形破坏机制，通过试验能够发现一些新的现象和规律，并能够对理论进行验证，但由于模型试验投资大、工期长、难度大，历来主要用于解决水利水电等重大工程问题。三峡库区潜在的重大滑坡是影响三峡水利枢纽正常运营的重要不利因素，非常有必要采用岩石相似材料模型试验，研究未来水库运营情况下潜在滑坡的稳定性和可能的变形破坏机理。广泛使用的滑坡稳定性极限平衡法评价方法其可靠程度如何，也有必要采用物理模拟试验加以验证，以避免太过保守的方法用于工程实践，以减少不必要的投入。目前，岩石相似材料模拟试验还面临着很多难以解决的技术问题，如：模型材料还不完善、降雨和地下水的渗透压力和软化作用还没有解决、模型外观变形和位移量测技术需要开发非接触量测技术等等，这些问题的解决必将促进岩质滑坡模拟试验的应用，并解决重大的滑坡问题。 本文主要目的是研究三峡库区巴东赵树岭滑坡未来的稳定性及其可能的滑坡机理，验证广泛用于评价滑坡稳定性的Sarma法和传递系数法的精度和适用性，研究普通数码相机近景摄影测量法在滑坡模型变形和位移监测中的可靠性。为了实现以上目标，提出了系统的解决方案并完成了四个平面模型。主要研究工作如下： 1.未来三峡水库运营情况下巴东赵树岭滑坡稳定性及其可能的滑坡机理试验研究。(1)在分析研究赵树岭滑坡工程地质和环境地质条件的基础上，建立了原型滑坡的概化模型，并根据相似理论和试验条件，确定了的模型材料物理力学参数理论值；(2)通过大量的配比试验研究，研制出满足相似规律的两种高容重、低强度、低变形模量岩石相似材料和基本满足相似规律的低容重、低强度、低变形模量岩石相似材料；(3)设计出摩擦试验装置和模具，并对摩擦试验方法进行了改进；(4)经过大量的摩擦试验，研制出滑面相似材料；(5)影响库区滑坡稳定性的主要荷载是岩体自重、地下水浮托力、地下水渗透压力、地震荷载和地面建筑荷载。地下水位以上滑体和滑床自重分别采用两种高容重模型材料来模拟；地下水位以下滑体受到浮托力的作用，采用浮容重即低容重模型材料模拟；根据渗透理论和相似理论，解算模型条件下水位骤降时产生的动水压力合力矢量，采用施加集中力的方法模拟动水压力；地表建筑荷载采用重晶石和石膏配制成的块体模拟；地震荷载采用提升模型倾斜角度的方法模拟；(6)进行了145m库水位滑坡模型试验、175m库水位滑坡模型试验和库水位从175m骤降至145m模型试验，获得滑坡模型在各种工况下的稳定情况和滑坡变形破坏机理。采用百分表、网格线和数码相机分别对模型的变形和位移进行定量观测以及定性观测和记录。 2.滑坡稳定极限平衡分析法萨尔玛法以及超载法和强度储备法两种传递系数法试验验证研究。采用法萨尔玛法以及超载法和强度储备法两种传递系数法，分别对145m库水位滑坡试验模型和175m库水位滑坡试验模型在不同情况下的稳定性了计算，将三种方法得到的滑坡稳定性计算结果分别与相应模型试验的研究成果进行了分析比较，并对这三种稳定性方法计算结果进行了分析研究；另一方面，将这三种极限平衡法块体受力破坏假定与模型试验破坏特征进行了比较。目的是辨别出滑坡稳定性极限平衡分析法中计算精度高的方法和计算精度差的方法。 3.以直接线性变换解法为理论基础，以库水位从175m骤降至145m的二维滑坡试验模型为研究对象，分别进行了普通数码相机静态目标摄影测量试验、动态目标同步摄影测量试验和滑坡模型试验摄影测量试验。普通数码相机静态目标摄影测量研究内容包括：好的二维控制点网络的建立，同类型数码相机影像分辨率、不同相机类型所摄影像分辨率组合、摄站数及影像片数、摄站相对位置和摄影姿态等对摄影测量精度的影响，目的是获得普通数码相机摄影测量最佳组合参数，确定普通数码相机最佳的近景摄影测量精度。在静态目标摄影测量研究成果的基础上，采用KodakDC290Zoom和KodakDC4800Zoom两摄站普通数码变焦相机，对同步机械快门法交向摄影测量法的可靠性进行了试验研究。在动态目标摄影测量研究的基础上，进行了滑坡模型试验两摄站同步交向摄影测量试验研究，将摄影测量结果与百分表测量结果进行分析比较。 本文主要研究成果如下：1.研制出以机油为胶结剂，以碳酸锰、重晶石和砂为填料的高容重、低强度、低变形模量岩石相似材料、以机油为胶结剂，以碳酸锰和砂为填料的低容重、低强度、低变形模量岩石相似材料和滑面相似材料。不同库水位情况下的三个滑坡模型试验结果表明，研制出的岩石相似材料在室内温度和湿度比较稳定的情况下可以重复使用，节省了投资，缩短了工期。 2.设计出摩擦试验装置，并改进了摩擦试验方法；设计出的摩擦试验装置和改进后的摩擦试验方法能够获得更加可靠的试验数据，为滑面相似材料的研制提供了可靠的保障。研制出大块体制作模具，该模具解决了低强度、低变形模量大块体模型材料搬移过程中容易破损的问题。 3.不同库水位情况下的三个滑坡模型试验研究结果表明：三峡水库运营期间，不论库水位处于175m或145m，还是从175m骤降至145m，建有七层建筑物的赵树岭斜坡在7级及7级以下地震作用下，斜坡整体都处于稳定状态，而当地震震级大于7.4级时，赵树岭滑坡才会失稳，并且库水位从175m骤降至145m时，稳定性最差，其次是145m情况下，库水位为175m时稳定性最好；如果赵树岭斜坡发生滑坡，其滑坡机理为牵引式，并在沿江大道至中环路一带中前部赵树岭区域首先产生蠕变变形和滑移，滑体内部的破坏特征以张拉破坏为主。本研究成果对赵树岭滑坡整体稳定性评价和加固防治措施的实施具有指导意义。 4.滑坡模型试验研究表明，采用岩石相似材料模拟试验技术能够对滑坡的稳定性作出客观地评价，能够直观地模拟滑坡从蠕变到滑动破坏以及最终稳定的全过程，并能够确定滑坡变形破坏机理和滑体内部的破坏特征。 5.滑坡稳定性极限平衡分析法试验验证研究表明：(1)Sarma法稳定性计算结果与试验情况非常吻合，但其认为滑体内部的破坏以剪切破坏为主的观点不正确；(2)超载法和强度储备法稳定性计算结果都偏于保守，其中超载法的计算结果与试验结果较接近，强度储备法的解算结果太保守；(3)Sarma法优于超载法。 6.普通数码相机静态目标近景摄影测量试验研究表明：(1)当采用影像分辨率为200万～400万像素左右的相同相机进行摄影测量时，测量精度几乎不受分辨率的影响；(2)当采用不同类型的两摄站相机进行摄影测量，影像分辨率为200万～400万像素左右时，分辨率的不同组合对测量精度的影响不明显；(3)当摄影交会角大于10°时，测量精度较好，并且交会角的增加对测量精度的提高不明显，而但交会角小于10°时，精度较差；(4)增加摄站数和影像片数对测量精度的提高不明显，反而工作量大大增加；(5)当影像分辨率为200万～400万像素左右时，摄影测量平面位置精度为0.4mm～0.7mm，当影像分辨率为低于150万像素时精度较差。采用普通数码相机同步近景摄影测量法能够对动态目标进行监测，并能获得0.4mm～0.7mm的平面位置精度。 7.滑坡模型近景摄影测量试验研究表明：(1)普通数码相机同步近景摄影测量能够快速地实时获取整个滑坡模型外部信息，能够提供模型每个部位的变形和位移曲线、速率曲线和不同时刻的全场位移矢量图，能够提供滑坡破坏特征影像，并通过计算可以获得破坏裂隙的几何参数；(2)普通数码相机近景摄影测量获得的所有数据，能够全面地分析滑坡从蠕滑到滑动破坏以及最终稳定的全过程变形、滑移和破坏等特征，其能够很好地用于分析滑坡机理。这一研究成果充实了岩石相似材料模型试验测试技术，有利于岩石相似材料模拟试验技术的发展和应用。 8.普通数码相机适用于大变形、大位移量测，不适用于小变形、小位移量测。当运动较慢物体的变形和位移大于0.5mm～1.0mm时，普通数码相机近景摄影测量是一种有效的、可靠的量测技术。