自三峡库区蓄水以来， 库水位在145 ~ 175 m之间周期性波动，形成30 m 垂直落差的消落带，在库水浸泡、暴晒周期性循环作用下，消落带岸坡受到强烈的改造。近年来三峡库区由消落带岸坡改造导致库岸崩滑地质灾害事件频发， 比较典型的如2008 年11 月23 日发生的巫峡上游的龚家方崩塌，产生高达32 m 的涌浪灾害[1] ；再如2015 年6 月24 日发生在大宁河口对岸的红岩子崩滑，产生5～6 m的涌浪； 巫峡段2008 年以来一直持续发生变形破坏的马鞍子斜坡[2] 、水泥厂滑坡、青石滑坡等。 这些灾害、隐患点均为涉水岸坡，它们的变形、破坏、失稳均造成了巨大的经济财产损失和不同程度的人员伤亡。这些典型案例是消落带岸坡改造的宏观表现， 同时也是消落带岩体劣化和微观改造渐进、累积效应的结果。本文选择归州河口－泄滩河口库岸段消落带内改造强烈的侏罗系2 组岩体进行劣化试验对比， 试验方法为耐崩解实验及微观的CT 及三维重建，从而掌握其微观劣化差异性，进而分析其劣化改造机制。

1 实验对象选取

研究区位于三峡库区长江左岸西陵峡上游归州河口－泄滩河口库岸段， 该段岸坡主要出露地层为侏罗系， 包括侏罗系桐竹园组 （J1t）、 聂家山组（J1n）、沙溪庙组（J2s）、遂宁组(J3s)，岩性主要以紫红色、黄褐色、灰绿薄～中层砂岩、泥质粉砂岩为主，岩层产状：25～64°∠34～55°。 根据该段岸坡消落带改造现场调查得知，受库水改造变形破坏最为强烈的岩组为侏罗系沙溪庙组 （J2s）（图1－a） 和遂宁组（J3s）（图1－b），变形迹象主要为崩解。 为了研究两组岩体的劣化造特性，进行了原位取样，研究其耐崩解性，并对其内部结构进行CT 扫描[3] 。

2 试验测试方法

2.1 样品采集

为了便于现场钻探施工和样品采集， 在2015年5～7 月份，在库水位降至145～150 m 期间，分别选择改造强烈的侏罗系沙溪庙组 （J2s） 和遂宁组（J3s）岸坡，在175～180 m 处未遭受库水浸泡、弱风化、裂隙发育较少、岩体相对较完整区域进行浅层钻探取样、密封保存，以尽量保证其进行干－湿循环试验时样品试件状态的一致性，同时在采集岩石样品的岸坡下部进行江水样品采集。

2.2 试样烘干-饱和循环试验

烘干试验方法： 将室温的试样放于烘箱中，在105 ℃～107 ℃的恒温下烘24 小时， 然后把试样取出放入干燥器内冷却至室温（图2）。

饱和试验方法：将烘干冷却后的试样放进自由吸水箱中， 自由吸水48 小时后， 取出放入真空泵中，进行“抽气-吸水浸泡-再抽气”过程，真空压力表读数约为-100 kPa，抽气时间约4 小时；抽气结束后， 在大气压下将试样在水中静置4 小时 （图3），将试样取出擦干，备做试验或进行下一步的烘干试验流程。以上将试样烘干后进行饱和的一系列过程，称为1 个“干－湿”循环。

依据试验方案，制备了3 组试样，相同条件下进行“0 次”、“5 次”、“10 次”、“15 次”和“20 次”饱和-烘干循环操作， 随后对不同循环次数的试件运用耐崩解仪进行耐崩解试验[7] （图4）。

由于改造施工是在既有线上进行的，且每日施工仅有不到4 h 的“天窗”时间，当日施工结束后必须恢复线路并保证轨道状态稳定，不影响线路运营安全。因此，改造方案需重点考虑以下两方面的问题：

佛教的传播与发展不仅仅削弱了政府的经济实力，而且被认为破坏了儒家的孝悌伦理。 僧人出家，佛教出世，舍生弃养，别妻绝嗣，这与注重孝道的传统儒家直接对立。 在这种情况下，许多持传统儒学思想的人挺身而出，竭力反对佛教。 “在儒、释、道三教融合之前，先后遭遇了儒道排佛、拜礼与化胡之争、灭佛辱道等……儒教与佛教的关系在一定时期是一种你死我活的关系。”[7]25 这种局面导致了一个结果，在相当长的时间内，“没有佛教，儒家所担负的拯救使命就不完善——它只拯救现实而不拯救来世； 引进佛教，便混淆了中国人固守的‘夷夏之分’”[7]26。 怎么办呢？道教就应运而生了。

  

图1 研究区消落带岸坡宏观改造特征Fig. 1 Characteristics of the macroscopic transformation in level-fluctuating zone

  

图2 干燥箱烘干Fig. 2 Drying by drying-oven

2.3 耐崩解试验

基于以上口语交际的本质，针对实际的交流障碍和问题，我们可以发现当前外语学习者口语交流困难的原因莫过于以下三个方面：薄弱的语言基础和应用技能、缺乏真实而有效的操练、跨文化差异等。

  

图4 耐崩解仪Fig. 4 Instrument of disintegration resistance

  

图3 岩石样品浸泡饱和Fig. 3 Soak saturated of sock sample

根据上面的试验结果进行综合分析：消落带岩体劣化趋势和改造过程主要是库水与岩体之间的物理、化学和力学相互作用[10～12] 的结果。

通过对两岩性试件的多组试验综合统计分析，试验成果见表1、图6。

CT 断面扫面的定量描述是CT 数，将CT 数按一定的线性比例转换为灰度值即为CT 图像。CT 图像可以比较直观地反映了物质内部密度的变化，间接地揭示岩体劣化、损伤的状况，对于研究岩石试件内部变形、破坏过程其也是一重要的手段。

2.4 CT 断面扫描及三维重建

从表1 和图6 中可以看出：相同干湿循环次数的岩石样品，耐崩解性沙溪庙组（J2s）>遂宁组（J3s）。依据甘布尔耐久性分类， 5 次干湿循环后，（J2s）的崩解性指数均值为86.6%， 说明其具有中等耐久性；（J3s）的崩解性指数均值为79.8%，说明粉砂质泥岩具有低耐久性。 随着崩解循环次数的增加，几类岩性的岩石质量损失量逐渐增加，即耐崩解性指数逐渐降低。岩石耐崩解性指数与崩解循环次数之间存在很好的线性关系，（J2s）：Id=-2.80N+100.70；（J3s）：Id=-4.17N+100.66； 且线性相关系数R2 均在0.99 以上。

 

表1 岩石耐崩解性试验成果综合统计表Table 3 Results of collapse resistance tests for rock

  

耐崩解性指数Id（%）岩组 第0 次循环后第1 次循环后第2 次循环后第3 次循环后第4 次循环后第5 次循环后（J2s）（J3s）100.0 100.0 98.6 97.1 95.6 92.8 91.9 87.9 89.5 83.9 86.6 79.8

  

图5 不同岩性试件耐崩解试验前后对比Fig. 5 Contrast before and after specimens collapse resistance test for different lithology

  

图6 干湿循环次数与耐崩解性关系曲线Fig. 6 Relationship curve between dry-wet cycles and collapse resistance

  

图7 CT扫描试验机Fig. 7 Testing machine of CT scan

通过以上试验，侏罗系两套岩组有共性：即在耐崩解试验、CT 断面扫描及三维重建方面均向劣化趋势发展；但两套岩组有明显的差异性，经过5次干湿循环后，（J3s） 的崩解性指数下降约20.2%，（J2s） 的崩解性指数下降约13.4%，CT 断面扫描及三维重建显示在微裂隙发育和连通状况遂宁组明显高于沙溪庙组，综上，试验表明：遂宁组劣化程度明显高于沙溪庙组。

③以“忄”(同“心”)为形符的字：忆、忏、悔、忧、悲、愉、悦；这些字都跟心有关，“忆、忏、悔”表示的是不同的心理，“忧、悲、愉、悦”指的是不同的心情。

试验操作流程：①将干湿循环试验前的试样进行编号；②分别对试样进行CT 断面扫描；③分别对试样进行四等分（图8，记录试样中间三个断面的CT 数（断面内统计面积为5.10～5.12cm2），④分别对试样CT 扫描图进行三维立体重建；⑤将试样进行干湿循环20 次； ⑥对循环后的试样进行上述1～4步的操作；⑦分析断面CT 数变化规律和三维立体图的变化情况。 通过0 次、20 次干湿循环CT 断面扫描，获取了大量的扫描数据，通过统计，获得CT数统计成果（表2）。

  

图8 试件及断面选取Fig. 8 Specimen and section selection

 

表2 岩石试样断面扫描CT数统计成果表Table 2 Results of section CT scanning for rocks specimen

  

0 次干湿循环试样断面CT 数 20 次干湿循环后试样断面CT 数岩性断面1 断面2 断面3 断面1 断面2 断面3 1719～3082 2105.3（J3s）1842～2416 2082.0 1617～2642 2077.1 1837～2480 2059.3（J2s）1698～2045 1854.0 1803～3071 2135.4 2105.9(均值)1681～2071 1863.5 1873.9(均值)1660～2110 1904.3 1651～2116 1829.0 1871～3071 2123.1 2088.1(均值)1677～2048 1843.2 1848.7(均值)1677～2089 1874.0

通过进一步对成果统计数据表2 进行分析，可以看出：①测试岩性的试样断面CT 数均值关系为：（J3s）＞（J2s）；表明岩石相应断面的颗粒密度关系为：（J3s）＞（J2s）。 ②试样干湿循环后，断面的CT 数均存在少量的降低，（J3s）平均降低0.85%，（J2s）平均降低1.34%。 这一现象说明干湿循环后断面密度发生降低，进一步证实干湿循环使岩石试件微观结构发生了劣化、改造。因篇幅所限，本文仅展示试件断面2 在20 次干湿循环前后CT 扫面对比（图9）。 由图9 可知，20 次干湿循环后，（J3s） 试样断面出现了极其明显的裂纹，表明干湿循环对该岩性试样有强烈的劣化作用；断面图中亮色为高密度点（结核点），其CT 数一般较高；（J2s）试样断面也有较为明显的裂纹，表明干湿循环对该岩性试样也有较强的劣化作用。

需多个干－湿循环时重复上述过程， 用以模拟改造岸坡在库水周期性波动条件下岩体浸泡-暴晒的交替状态[4～6] ，量化其改造状况，进而掌握不同岩性在库水作用下微观劣化特性。 本文从耐崩解性、CT断面扫描及三维立体重建几个方面进行试验研究。

在获得试件断面CT 扫描数据及断面影像的同时，运用CT 扫描试验机自带软件在已获得的试验数据的基础上，对其进行进行立体三维重建[9] ，获得岩体三维立体重建图（图10“0 次和20 次干湿循环的试件对比”），进而可以更直观、更清晰的了解岩体内部结构及干湿循环前后结构的变化状况。通过多组试件的三维重建结果表明，试件内部结构变化具有较为一致的规律性：初始原状试件内部均有微裂隙发育，且微裂隙发育程度（J3s）明显高于（J2s），经过20 次干湿循环后的试件， 两岩组试件内部裂隙更为清晰，且有明显的拓展和贯通现象，但其胶结状况发生了明显的变化。三维立体重建试验再次证明了在库水位周期波动状态下，岩体的微观劣化趋势和改造过程。

  

图9 干湿循环断面CT扫描对比图Fig. 9 Comparison of 0 and 20 wet and dry cycling section CT scanning

为了岩体微观劣化效果更为直观，依据试验方案，仅针对第0 次、第20 次干湿循环后的试样开展了CT 扫描测试[8] ，共4 组/块，采用CT 试验机扫描（图7）， 分析干湿循环前后试样断面CT 数的变化状况，分析岩石试样密度损伤变量，即劣化情况；并对试样进行CT 三维立体图重建，了解试样干湿循环前后试样劣化（演化）的立体视图变化。

3 消落带岩体劣化改造机制分析

通过对多组 （J2s）、（J3s） 样品试件的耐崩解试验，其中（J3s）岩样形态变化最为显著，试件经过5次干湿循环试验后极其破碎，大多块状样品崩解呈碎屑、颗粒状（图5-b）；（J2s）岩样形态变化较弱，近半数块状样品崩解成为碎屑、颗粒状（图5-a）。

（1）物理作用：消落带岩体内部一般发育孔隙、微裂隙结构，这些孔隙为水进入岩体内部进行劣化提供了空间，同时库水上升浸泡对岩体的软化崩解作用明显，这种作用与岩体物理性质有关，图5 反映了不同岩性在干湿循环后崩解状况的差异性。此外岩体内部的矿物颗粒之间初始胶结紧密，在进行数次浸泡之后， 孔隙、 微裂隙中由于水的内渗，溶蚀、溶解了矿物颗粒间的胶结物，使矿物骨架得到了润滑和软化。 由于时间效应，这种微观物理作用逐步累积， 在宏观上表现出大尺度的变形破坏迹象，如图1 所示的岩体破碎、局部变形垮塌现象，都是由于物理作用的结果。

沉桩时，通过锤击施加震动作用克服土体侧向压力达到沉桩的。这种对土的冲剪排挤作用破坏了桩周土体的稳定平衡，使得土体受到破坏。而在沉桩后，桩周土体在诸多因素共同作用下，随着时间的推移土体强度不断得到恢复，桩周土与桩身间空隙不断密实，土体重新达到稳定平衡状态，从而使得桩基承载力得以增加。这种时间效应导致桩基极限承载力在土体重新稳定恢复后的大小与沉桩结束之时的大小比值即为土体恢复系数K值。

生产、销售有毒、有害食品罪侵害的客体是国家经济秩序、食品安全监管秩序和不特定多数人的生命、健康权利，其行为复杂多样，涉及面广、社会负面影响力大。

（2）化学作用：首先消落带内岩体由于库水浸泡，发生水解作用。 一部分易溶物质溶解、解体、流失，难溶物质残留下来，岩石内部空隙度增加，逐渐形成架空状态，进而使得岩体逐渐变得松散、脆弱，耐崩解性降低；此外，试件和浸泡试件溶液的化学成分有明显的变化[13] ，说明岩样经过浸泡，其内部一些物质和水之间发生化学反应，甚至发生离子交换等化学作用过程。 通过CT 断面扫描和三维立体重建试验图9、图10 可以清晰看出经过反复干－湿循环试验之后，岩体内部结构的显著变化，这种变化是物理、化学共同作用的结果。

  

图10 试件20次干湿循环前后CT扫描三维立体重建图Fig. 10 3D model of CT scan before and after 20 times of dry-wet circulation

（3）力学作用：首先，岩体在库水浸泡过程中，孔隙、微裂隙中入渗的水体会在裂隙尖端处产生的应力集中极易导致裂隙的拓展和延伸；此外，由于泥岩遇水膨胀， 其对周边岩体同样存在力的作用，加之岩体自身的重力作用，岩体的微观结构势必逐步改变[14] 。 消落带内原生、次生以及卸荷裂隙中填充物在库水的冲刷淘蚀作用下，逐步被掏空，形成架空不稳定结构，随着水动力作用的持续，岩体最终在自身重力作用下发生变形破坏。这种破坏是自下而上逐渐发生的， 这也是在现场调查过程中，为什么消落带岸坡下部破坏的范围和程度往往高于上部的原因所在。

4 结论

（1）消落带岩体在库水周期作用下，劣化改造作用明显，且具有差异性。 选取岸段因崩解作用改造强烈，耐崩解性：（J2s）＞（J3s）。

（2）消落带岩体受到库水劣化作用内部结构改变明显，CT 断面扫描及三维立体重建结果主要表现为裂隙的产生、拓展和贯通，其劣化程度（J3s）＞（J2s）。

（3）消落带岩体劣化改造机制是在物理、化学和力学共同作用下，长期产生的劣化效应，具有渐进性和累积性，随着岩体劣化、改造的持续发展，势必导致宏观岸坡结构的破坏甚至灾害事故的发生。

参考文献：

[1] Huang B L, Yin Y P, Liu G N, Wang S C, Chen X T, Huo Z T. Analysis of waves generated by Gongjiafang landslide in Wu Gorge, three Gorges reservoir, on November 23,2008 [J] .Landslide,2012,9(3):395-405.

[2] 刘广宁,陈立德,黄波林,彭轩明.影响巫峡横石溪马鞍子危岩体稳定性的因素分析[J] .华南地质与矿产,2010,(2):67-70.

[3] 邓华锋,李建林,朱 敏,王孔伟,王乐华,邓成进.饱水-风干循环作用下砂岩强度劣化规律试验研究[J] .岩土力学,2012,33(11):3307-3312.

[4 ] 邓华锋,李建林,刘 杰, 朱 敏,罗骞,原先凡. 浸泡–风干循环作用对砂岩变形及破坏特征影响研究[J] .岩土工程学报,2012,34(9):1621-1626.

[5] Dyke C G, Dobereiner L. Evaluating the strength and deformability of sandstones[J] . Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 1991, 24(1): 123–134.

[6] Chang C D, Haimson B. Effect of fluidpressure on rock compressive failure in a nearly impermeable crystalline rock: implication on mechanism of borehole breakouts[J] .Engineering Geology, 2006, 100(10): 10 –16.

[7] 柴肇云,张亚涛,张学尧.泥岩耐崩解性与矿物组成相关性的试验研究[J] . 煤炭学报,2015,40(5):1189-1193.

[8] 杨更社,谢定义,张长庆, 孙 钧. CT技术在岩石损伤检测中的应用研究[J] .实验力学,1998,12(4):452-456.

[9] 姜 袁,柏 巍,戚永乐,王乾峰. 基于CT扫描数据的混凝土细观结构的三维重建[J] . 三峡大学学报(自然科学版),2008,30(1):53-55.

[10] 张悼元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M] .北京,地质出版社,1981.

[11] Griffiths D V，Lane P A. Slope stability analysis by finite elements[J] .Geotechnique,1999,49（3）：387- 403 .

[12] 许 强.滑坡的变形破坏行为与内在机理[J] .工程地质学报,2012,20(2):146-151.

[13] 刘广宁,黄波林,陈小婷,王世昌.三峡龚家方4号斜坡变形破坏及影响因素分析[J] . 人民长江,2012,43(21):39-41.

[14] 刘广宁,黄波林,王世昌. 三峡库区巴东李家湾滑坡变形破坏机理研究[J] . 人民长江,2016,47(8):39-42.