本论文以三峡库区为背景，在全面分析了库区滑坡的工程地质特征的基础上，分析地质环境和库水位变动两大因素对滑坡稳定性的影响。研究表明地质环境条件对滑坡的产生起决定作用，斜坡的变形、破坏总是与一定的地质背景相联系，岩性、构造决定了滑坡的形态，岩土物质的强度和水文地质条件对边坡的稳定性起着决定性的作用。岩土体的变形或破坏通常沿着已有的软弱结构面或软弱部位产生，岩性、构造为滑坡的发生提供了构造软弱面(带)以及强度较低的软弱地层；同时，岩性、构造又通过河流侵蚀控制一个地区的地形面貌，为斜坡产生重力蠕滑提供势能条件和临空面；地下水的流动则通过物理、化学作用改变斜坡的应力状态、岩土体的强度特性，进一步影响斜坡的稳定性。在此基础上，对库岸的结构和物质组成及其类型进行分类，并分析了滑坡地下水的分布特征，得出库岸滑坡的分布规律。为建立概化的滑坡工程地质模型提供了依据。 目前，在库水对滑坡作用机制的认识上还大多停留在定性描述的基础上，如库水的流水冲刷、浮力减重、侵蚀软化作用以及由于库水位变动在滑坡体内产生的动静水压作用；在库岸滑坡稳定性评价上，也多采用强度参数折减，或以最不利的工况等方法经验性地考虑库水的作用。 库水位下降过程中斜坡内的地下水流属非稳定渗流。受传统的地下水模式的影响，一般将滑坡地下水概化为具有连续的浸润面的潜水，以渗流计算得到的水位来分析滑坡的稳定性。因此，国内很多学者把求解斜坡内的非稳定渗流场问题归结为求解自由面问题，引入使问题简化的假设条件，提出了各种估计自由面位置的方法。 本文首先结合滑坡水文地质结构特点及滑坡地下水类型分析了水库蓄水及运行对滑坡地下水运移条件的改变作用及可能产生的对滑坡的不利影响，然后从水-岩之间的相互作用角度全面分析了库水对滑坡的各种作用，其中重点分析了库水对滑坡的力学作用机制。 水库运行过程中，库水首先作为滑坡渗流场的水头边界条件，引起滑坡渗流场的补给、排泄条件不断发生变化；其次，库水作为地表水体对滑坡作用一个侧向水压力，它又是作为应力边界条件来对滑坡渗流场和应力场施加影响的。 从库水位变动引起滑坡的变形破坏机理上看，它与降雨入渗补给地下水引起滑坡地下水位变化，进而影响滑坡稳定性的机理是不同的。水库蓄水，库水补给滑坡，坡内渗流场经过一定时间调整，逐渐达到稳定状态。滑坡的应力场是随着渗流场的变化而变的，当流场处于稳定状态时，斜坡在外荷载和内部孔隙水压力及坡体本身的自重作用下达到新的平衡状态。库水位下降使滑坡渗流边界变化，其结果是在坡体内形成水头差(即水力坡降)，使坡内地下水源源不断流向库内，自由面不断降低；应力边界条件发生变化，则作用在整个土-水有机整体上的侧向压力解除，剪应力增大，当坡内含有渗透系数小、含水量大的粘土层时，产生超孔隙水压力。由于滑坡的变形破坏主要与滑带土的强度性质和力学性质有关。因此，滑面上产生的超孔隙水压力与滑带土的剪切特性有关。而降雨入渗对地下水的补给，首先从坡面入渗通过非饱和区，当下渗水量到达滑坡地下潜水面参与地下径流时，滑坡地下水动态才成为影响滑坡稳定的主要因素，其主要是通过改变滑坡地下水渗流边界条件来引起地下水压力和岩土体强度的改变，从而改变滑坡的稳定状态，地下水渗流过程中，滑坡总应力场基本无变化。 求解传统的渗流稳定问题，一般可以通过浸润曲线计算滑坡稳定性。而对于库水变动引起的非稳定流问题，由于补给排泄的机制不同，在滑面处的总水头可能高出自由面，因此，采用传统分析方法，可能会产生较大误差。从一些堤坝工程破坏的实例来看，用这种求浸润曲线分布的简化方法及库水位骤降的判据去考虑滑带中的孔隙水压力，往往由于忽视了总应力变化对孔隙水压力，即抗剪强度的影响而发生了事故。本文从其理论基础及假设条件角度着重分析了当前库岸滑坡渗流处理方法的特点及其适用范围。 库水位下降引起的滑坡地下水非稳定流问题，从剪切破坏角度上说，根据其加荷条件和排水条件，如果水位降速很快，而滑带粘土的渗透系数很小，属于固结不排水剪问题，用固结不排水强度指标进行总应力分析；而如果水位降速很慢，滑带土的渗透系数较大，其剪切破坏过程则属于固结排水剪问题，需要用有效应力强度指标进行稳定性分析，孔隙水压力由渗流计算确定；处于上述两种情况的中间状态，则属于部分排水剪问题。从外荷载引起孔隙水压力变化及孔压变化与滑坡变形破坏过程的角度上看，属渗流固结问题。 由于土坡的复杂性，采用数值分析技术研究土坡的应力-变形-渗流和稳定性状是当今土坡分析的前沿课题。对饱和土坡来讲，Biot固结方程是进行有效应力分析的理论基础，它从较严格的土体固结机理出发推导了孔隙水压力消散与土骨架变形相互关系。库水变动引起的非稳定渗流问题，本质上属于渗流固结课题。如何合理地确定库水下降引起的孔隙水压力的大小、分布规律及消散与滑坡变形、破坏及强度的关系，是当前遇到的难题。因此本文引入Biot理论，采用剑桥模型为本构方程，分别建立了应力场和渗流场耦合模型微分方程组及边界条件。由于耦合分析对计算要求非常高，而剑桥模型又为弹塑性本构模型，且水位变动过程中的边界条件属于变荷载、变渗流边界问题，求解这样一个耦合问题是非常困难的，只在理论上有意义。工程中处理这种问题更多的是根据土体的渗透性及力学特性进行解耦，或者引入强度理论，进行总应力分析。 本论文以红石包滑坡Ⅲ号滑坡体为研究对象，建立概化的工程地质、水文地质模型，将滑坡体当作均质的、具有统一的地下水位的潜水含水层，滑动面是含水层中的另一个面，并视为隔水边界，库水位变动引起的流场变化可以通过自由面的位置反映出来。通过建立二维饱和与非饱和渗流控制方程，研究库水位下降时滑坡非稳定渗流场，建立渗流作用下的滑坡稳定性评价数学模型，探讨不同降速、降雨条件对滑坡稳定性的影响；并进行了水位变动过程中滑坡应力-变形分析，分析其变形破坏机制及其稳定性，取得以下主要成果： 1)库水位骤降取决于滑坡体的渗透系数大小和降速的大小。根据三峡库区水位调空方案，降速1.2～2m/d，而库区堆积层滑坡渗透系数在8.64m/d～8.64×10-3m/d量级上变化，研究库水位以2m/d匀速下降时，库水位发生骤降的条件是：当K＜0.864m/d时，发生骤降；当0.864m/d＜K＜8.64m/d时，发生缓降；当K＞8.64m/d时，浸润曲线与库水位同步下降。随着降速的减小，发生骤降的渗透系数的下限也将增大。 2)红石包滑坡Ⅲ的渗流数值模拟和稳定性研究表明，库水位从175m降至145m时的滑坡稳定性与非稳定渗流浸润曲线和滑坡结构有关。库水位下降使滑坡的安全系数变化由大到小再增大的过程，滑坡失稳发生在库水位下降10～20m处，这是由红石包滑坡滑面的形状决定的。 3)降速对滑坡稳定性与滑坡的渗透系数有关，当降速小于滑坡体饱和渗透性系数时，虽然降速增加，但滑坡稳定性降低幅度不大，总体而言，降速越大，滑坡的失稳的可能性增加。通过红石包滑坡在不同降速条件下的渗流场分析表明，由于其渗透系数较大，库水降速对渗流场及滑坡稳定的影响作用不明显。 4)暴雨是三峡库区诱发滑坡失稳的主要因素之一。库水位下降条件下，如果同时发生降雨，将对滑坡稳定极为不利。渗流及稳定性分析表明，库水位下降速度对红石包滑坡的稳定性的影响作用并不十分明显，但叠加了降雨补给作用以后，其稳定性系数大幅降低，在极端降雨条件下(300mm/d)，滑坡甚至发生失稳。 5)利用弹塑性有限元法，采取逐级加载的算法步骤，考虑库水荷载条件的变化，分别计算天然状态、水库蓄水、水位下降条件下红石包滑坡的应力场、变形场和安全系数，以了解其变形破坏机制。模拟结果表明，按有限元计算所得的安全系数较传统极限平衡法低，若按建议的强度参数计算，红石包滑坡在水位下降条件下发生了破坏。滑坡破坏时，滑体中部塑性屈服区与上部拉裂破坏区贯通而形成了滑面。由于传统极限平衡法不能考虑这种特殊的破坏机制，而假设破坏沿原有平缓的滑带产生，因此计算得到的滑坡稳定性系数比用数值方法得到的结果要大，而反算的参数值又较低。因此，用数值方法计算滑坡稳定性，不仅能反映滑坡的变形破坏机制，而且计算结果接近真实情况。 6)用数值方法得到的水位变化过程中红石包滑坡安全系数的变化趋势，与极限平衡法的计算结果是相符的，即蓄水使滑坡安全系数提高，水位下降过程中，滑坡的安全系数是先降低后提高的，这是由红石包滑坡的滑面形状及其滑体物质的渗透决定的。