碎石土滑坡是三峡库区诸多地质灾害中最为重要的一种,具有数量多、分布广、危害大等特点,滑坡地下水浸润线是三峡库区碎石土滑坡研究中不可回避的内容。因此,研究三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线在降雨和库水位波动作用下的确定方法及其对滑坡稳定性的影响具有重要的理论和工程实践意义。　　 基于此,本文从三峡库区碎石土滑坡形成演化背景和典型碎石土滑坡实例分析入手,研究确定三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线的监测、解析解法、数值解法等方法及其误差,并在误差分析的基础上研究便于工程应用的确定三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线的优化方法,最后,基于高频度的地下水浸润线监测结果分析地下水对三峡库区典型碎石土滑坡稳定性的作用规律,并分析地下水浸润线的监测值、解析解、数值解误差对三峡库区典型碎石土滑坡稳定性分析的影响。　　 本文主要的研究内容及成果如下:　　 (1)三峡库区碎石土滑坡形成演化背景研究。在对三峡库区气象水文条件、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等区域自然环境特征研究的基础上,从内动力地质作用和外动力地质作用的角度分析三峡库区碎石土滑坡的形成演化背景。结论表明:①区内中生代频繁的沉积环境交替变化形成了三叠系巴东组和侏罗系沙溪庙组碎屑岩-碳酸盐岩互层和砂岩-泥岩互层的“三峡库区易滑地层”,干旱炎热的陆相还原沉积环境下形成的紫红色碎屑岩抗风化能力弱,为三峡库区碎石土滑坡提供了广泛的物质来源。②喜山运动间歇性的整体抬升使得区内岩体受到了严重的侵蚀破坏,区内河流不断下切,形成了5级剥夷面和河流阶地,为库区滑坡提供了变形运动的空间条件。③剥蚀、风化、搬运、固结、降雨、人类工程活动等外动力地质作用改变了库区表层岩土体的岩体结构及力学强度,并为三峡库区碎石土滑坡提供了广泛的物质来源,三峡水库的蓄水加速了库岸边坡的风化、破坏速度,使得库水位波动成为诱发库区滑坡最主要的因素之一。　　 (2)三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线的确定研究。以塘角村1号滑坡为例,分别论述了利用地下水监测手段、解析解、数值解确定三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线的方法及其误差,并基于误差分析提出了便于工程应用的确定三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线的优化方法。结果表明:①三峡库区典型碎石土滑坡前缘地下水浸润线受库水位波动的影响较大,滑坡后缘地下水浸润线则主要受降雨影响。工程实践中利用监测手段确定三峡库区碎石土滑坡的地下水浸润线,其主要误差是因监测频率过小引起的,“模拟监测实验”表明,当监测频率为30天一次时,塘角村1号滑坡VW-TJY-1的平均误差E和最大误差M分别为0.26m和1.37m;李家坡滑坡VW-LJP-1监测点的E、M分别为1.10m和5.93m;四道桥滑坡VW-SDD-2监测点E、M分别为1.32m和10.12m。随着监测频率的变小,监测浸润线的误差会逐渐变大,基准曲线的分形维分析表明,监测曲线弯曲程度越大,因监测频率过小引起的误差越大。②由于潜水运动基本方程是一个二阶非齐次偏微分方程,只能经一定的假定并简化处理后才能获取少数特解。以塘角村1号滑坡为例,在文中工况下的解析解答中,岸坡垂直处理引起的误差p=6.9％。随着库水位波动幅度△h的增大,方程线性化处理引起的误差越来越大,若以p=15％为容许误差临界值,解析解法只适用于△h/hm小于30％的情况。在三峡水库库水调度的情况下,假定库水位等速变化引起的误差较小。不考虑非饱和渗流引起的误差p=17.3％。假定滑坡含水层隔水底板水平引起的误差随隔水底板倾角的变大而变大,隔水底板倾角为10°时,p为11％,隔水底板倾角为20°时,p为28％,隔水底板倾角为30°时,p为41％,隔水底板倾角为40°时,p为48％。③有限元数值方法计算时间点距初试时间点越远,计算出的滑坡地下水浸润线误差越大,距初始时间点40天时,塘角村1号滑坡地下水浸润线平均误差为0.67m,最大误差在4m以上。④提出了综合运用监测手段和数值模拟技术确定三峡库区地下水碎石土滑坡地下水浸润线的优化方法。其关键技术为在库水位变化曲线的拐点附近加强库区滑坡地下水浸润线的监测,并以每次获取的地下水浸润线监测值为初始条件,以库水位波动曲线等已知条件为边界条件利用数值模拟计算每两次监测点之间的滑坡地下水浸润线变化过程。实例表明,优化方法确定的三峡库区碎石土滑坡地下水浸润线比单独利用监测手段、解析解法或数值解法获得的三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线更准确。　　 (3)三峡库区典型碎石土滑坡地下水浸润线确定的应用研究。在上述地下水浸润线确定方法及其误差分析的基础上,研究地下水对三峡库区典型碎石土滑坡的影响规律,并分析地下水浸润线误差对滑坡稳定性分析的影响。从地下水对滑坡的渗透力、浮托力、造成滑带土强度减低等三个方面分析地下水对三峡库区典型碎石土滑坡的作用大小及作用规律;通过极限平衡分析结果的对比研究,分析地下水浸润线误差给滑坡稳定性计算带来的影响。结果表明:①渗透力对三峡库区碎石土滑坡稳定性的作用大小主要决定于浸润线的高程及浸润线倾角的大小,当浸润线倾角一定时,浸润线位置越高,滑体水下面积越大,产生的渗透力越大。当浸润线倾角βi＞0.5arctan((sinαitanφi+cosαi)/(cosαitanφi-sinα i))时,随着βi的增大,渗透力产生的滑体下滑趋势不断减小;当βi＜0.5arctan((sinαitanφi+cosαi)/(cosαitanφi-sinαi))时,随着βi的增大,渗透力产生的滑体下滑趋势不断增大。②地下水对滑体的浮托力作用有利于“牵引式滑坡”的稳定,而不利于“推移式滑坡”的稳定。③当监测周期为60天时,浸润线监测误差引起的塘角村1号滑坡前缘次级滑坡稳定系数误差为0.035。浸润线解析解误差和浸润线数值解误差引起的塘角村1号滑坡前缘次级滑坡稳定系数误差在0.05左右。④基于利用优化方法确定的地下水浸润线计算出的滑坡稳定系数更接近于真实地下水浸润线下滑坡的稳定系数,其计算稳定系数误差在0.003-0.015之间。