重大滑坡演化与过程调控理论和技术方法是科学进行滑坡地质灾害预测预警与防治的基础。滑坡演化规律、滑坡监测技术、滑坡预测预报方法、滑坡治理技术及研究滑坡的原位观测平台是滑坡调控理论和技术方法体系的重要组成部分。《滑坡演化及调控：理论与实践》以信息论、系统论、控制论为理论基础，在深入研究重大工程区滑坡孕灾模式的基础上，揭示重大滑坡演化基本规律；研发重大滑坡新型观测技术，服务于滑坡立体综合观测；揭示重大滑坡启滑物理力学机制，构建滑坡启滑判据与数值预报模式；研发基于演化过程的滑坡防治技术，搭建应用示范平台；建立以滑坡演化机理与状态判识、物理过程与启滑预测、动态评价与过程控制为核心的滑坡过程调控理论。

第1章滑坡演化与过程调控理论和技术方法体系
　　科学地进行滑坡地质灾害预测预警与防治需要系统完善的滑坡调控理论作为支撑。滑坡是表生地质作用的产物，是地表过程或地貌过程的重要组成部分。滑坡演化体现自然演化、地质演化的基本禀赋。通过揭示滑坡演化基本规律，构建基于演化过程的滑坡调控理论，是促进滑坡防灾减灾科技发展的重要途径。
　　滑坡演化规律、滑坡预测预报方法、滑坡治理技术及研究滑坡的现场观测和原位试验等技术是滑坡调控理论和技术方法体系的重要组成部分。本书以信息论、系统论、控制论等为理论基础，在深入研究重大工程灾变滑坡区滑坡孕灾地质环境与孕灾模式的基础上，揭示重大滑坡演化基本规律；研发重大滑坡新型观测技术，服务于滑坡立体综合观测；揭示重大滑坡启滑物理力学机制，构建滑坡启滑判据，提出滑坡预测预报数值模式；研发基于演化过程的滑坡防治技术，搭建应用示范平台。建立以滑坡演化机理与状态判识、物理过程与启滑预测、动态评价与过程调控为核心的滑坡过程调控理论（图1.1），其具体包含滑坡演化基本规律、滑坡多场监测技术、滑坡预测预报、滑坡防治关键技术及滑坡研究与示范平台五方面内容。
　　（1）滑坡演化基本规律。
　　滑坡演化基本规律是滑坡过程控制的基础。演化是滑坡的基本属性，滑坡的演化经历了孕育、发展、发生和停止过程。在演化的整个过程中，滑坡的结构、强度、应力、变形等物理量均会发生变化。通过对这些物理量的观测和分析，深入了解滑坡的演化规律，可为后续的滑坡预测和防治提供重要依据。滑坡演化具有显著的模式多样性与阶段性特点。演化阶段划分是充分认识滑坡演化特征的重要环节。通过演化阶段划分，可开展针对性更强、精细化程度更高的滑坡防控工作。针对重大工程区，可开展典型滑坡精细化研究，揭示重大滑坡演化过程。
　　（2）滑坡多场监测技术。
　　滑坡多场监测技术是滑坡过程控制的关键手段。准确获取滑坡演化过程中的多场信息是精细刻画滑坡演化过程及划分滑坡演化阶段的重要依据。不同于一般工程结构或地质体，滑坡具有显著的大变形特点，尤其是滑坡深部滑带附近的变形观测，是滑坡监测的难点。针对滑坡监测的关键技术难题，研发滑坡深部柔性大变形监测技术及水平横向管道轨迹技术，实现滑坡全剖面立体综合观测。同时，针对滑坡多场监测中信息时空不关联问题，研发滑坡多场关联监测技术，实现滑坡多场信息关联监测。
　　（3）滑坡预测预报。
　　滑坡预测预报是滑坡过程控制的重要环节。现有滑坡防治理论与方法所依据的是滑坡发生某一时段的特征参量，基本不考虑滑坡的演化过程，在理论和实践上均存在重大缺陷。滑坡演化过程与阶段的确定为滑坡预测预警提供了基础。基于滑坡演化规律和滑坡多场监测数据的分析与研究，揭示重大滑坡启滑物理力学机制，构建典型重大滑坡启滑判据，搭建重大滑坡数值预报平台，发展滑坡预测预报新思路，提升滑坡预测预报理论水平。
　　（4）滑坡防治关键技术。
　　滑坡防治关键技术是滑坡过程控制的核心内容。复杂环境条件下滑坡防治结构的长期安全取决于防治结构的正常工作和其功能的充分发挥，其基础是防治措施的合理选择。因此，必须进行滑坡与防治结构相互作用和协同工作机理的研究。同时，在研究滑坡岩土体和防治结构材料特性的基础上，研究滑坡-防治结构变形破坏时效规律，为滑坡治理设计和长期稳定性分析提供依据。揭示典型滑坡-防治结构（抗滑桩、锚索、锚拉桩）协同演化机制，提出滑坡-防治结构体系多参量时效稳定性评价方法，研发基于演化过程的滑坡防治关键技术。
　　（5）滑坡研究与示范平台。
　　滑坡大型野外综合试验场既是开展重大滑坡演化过程研究的重要平台，又是理论实践应用的重要环节。选择三峡库区巨型水库滑坡，搭建了国际性的滑坡研究交流平台。现场立体综合观测及现场原位试验既有效服务了滑坡演化机理、监测技术、预测预报方法和防治技术等关键问题与滑坡重大理论的科学研究，又可有效支撑理论成果的实践应用。
　　滑坡演化基本规律是滑坡过程调控的基础。本篇提出典型滑坡演化基本模式及滑坡演化阶段判识方法，从滑带土结构和滑坡裂隙演化两个方面开展滑坡地质结构演化基本规律研究，重点研究了水致劣化作用下滑带土强度演化基本规律，以及重大工程区两类典型滑坡演化的基本规律。
　　第2章滑坡演化模式与阶段判识
　　2.1概述
　　在不同的地质环境条件组合下，滑坡展现出多样化的演化模式。滑坡的演化过程具有显著的阶段性特征，这体现在同一模式的滑坡在不同阶段会展现出*特的演化特点；然而，对于同类型模式的滑坡而言，它们在同一阶段呈现出一定的演化相似性。明确滑坡演化模式与滑坡演化阶段的划分标准，是开展滑坡精细化防控工作重要的理论基础。
　　前人针对不同区域及不同类型的滑坡演化模式开展了研究。我国西南地区的斜坡地质条件复杂，其变形破坏的地质力学模式也更加丰富，比较常见的有：蠕滑-拉裂、滑移-压致拉裂、滑移-拉裂、滑移-弯*、弯*-拉裂（倾倒）、流塑-拉裂及各种复合模式（张倬元等，1994）。针对库区滑坡主要受到降雨作用及周期性库水位升降作用影响的特点，按照水库滑坡的破坏机制，将库区滑坡分为动水压力型滑坡和浮托型滑坡（Tang et al.，2015）。
　　本章结合前人研究，以滑坡地质结构为基础，以演化过程为核心，根据斜坡的结构类型，总结层状岩质斜坡、非层状岩质斜坡和土质斜坡三种滑坡的主要破坏类型，提出六种代表性的滑坡孕灾模式，包括顺层缓倾渐进滑移、顺层陡倾蠕变溃屈、深层顺向蠕变滑移、软弱夹层塑流滑脱、斜交切层贯通突滑、高陡反倾弯折滑移。这些模式不仅能够反映滑坡的孕育和发展机制，而且可以为滑坡的预测预报提供理论基础。进一步，通过多场数据监测，利用滑坡宏观变形、位移、速度、声信号和数值模拟结果等多维度数据，提出基于工程地质、多场监测、数值模拟的多准则滑坡演化阶段划分与定量判识的方法。
　　2.2斜坡破坏主要类型
　　斜坡是滑坡发生的物理条件，而滑坡是斜坡失稳的一种表现形式，充分认识斜坡破坏类型是系统研究滑坡演化过程的重要基础。不同结构类型的斜坡具有不同的破坏模式，根据斜坡的结构类型，将斜坡分为层状岩质斜坡、非层状岩质斜坡和土质斜坡三种类型。
　　2.2.1层状岩质斜坡破坏类型
　　层状岩质斜坡在自然界分布广泛，是滑坡孕育的主要斜坡结构之一。根据层面倾角变化，可以将层状岩质斜坡大致分为五大类，依次为近水平斜坡、顺层斜坡、近竖直层斜坡、反向陡倾斜坡和反向缓倾斜坡（汪丁建，2019）。
　　1.近水平斜坡破坏类型
　　近水平地层中，斜坡破坏模式常为蠕滑-拉裂（Hart，2000）。在这种模式下，岩层的倾角一般小于10°。斜坡岩体主要沿地层中的软弱层进行剪切蠕滑，其运动速率相对缓慢，如图2.1所示。该斜坡破坏模式具有以下几个显著特点：斜坡地层的岩性较弱，或者剪切带中黏土矿物的含量较高，这导致岩石的力学性质在遇水后会大幅度弱化，进而抗剪强度显著降低；斜坡的纵向延伸长度远大于其高度，且沿纵向剖面发育有大量竖向裂缝。由于长期的蠕滑作用，一些裂缝进一步发育成深部凹槽，斜坡在纵向上呈现出多级次的分布特征；雨水能够通过这些竖向裂缝和凹槽迅速渗入坡体，这不仅提高了地下水位，还增大了坡体的侧向水压力和底部扬压力，同时岩石的力学性质软化，导致斜坡滑动失稳。
　　因此，尽管从地质结构上看近水平地层中发育的斜坡不易失稳，但在特定的地层结构中，由于坡体剪切带岩石力学性质较弱，加之地下水抬升的影响，近水平斜坡也可能产生滑移失稳。
　　2.顺层斜坡破坏类型
　　层状岩质斜坡的演化模式受岩层层面、节理和临空面组合的影响，由于顺层斜坡的层面与临空面倾向一致，所以该类型斜坡较易失稳，其本质都是重力作用下岩体沿层面或节理面的滑动。常见的顺层斜坡破坏类型有平面滑动、台阶状滑动、滑移-溃*、楔形体滑动、偏转滑动，如图2.2所示。
　　平面滑动[图2.2（a）]的破坏机制为典型的沿层面或软弱层的剪切滑移（Zhang et al.，2018；Xu et al.，2015），斜坡的前缘临空面没有其他阻滑体限制岩体变形，岩体*终沿滑动面整体滑动失稳。
　　台阶状滑动[图2.2（b）]一般发育于中厚层状地层之中，岩体内结构面除顺倾层面外，还发育一组与层面斜交的节理面，节理面的延伸范围一般较小（Brideau et al.，2009）。台阶状滑动斜坡的破坏面由沿层面的剪切面和层内拉裂缝组成，两者在剖面上呈台阶状组合。
　　当斜坡的前缘坡脚受阻时，顺层斜坡易形成滑移-溃*破坏[图2.2（c）]。重力作用下，斜坡整体沿层面或软弱层向下滑移，因前缘受阻，坡脚处产生应力集中，挤压带层面逐渐开启，上部岩层发生弯*隆起，变形弯*的岩层形成类似褶*的形态（Weng et al.，2015；Tommasi et al.，2009）。

目录
第1章 滑坡演化与过程调控理论和技术方法体系 1
**篇 滑坡演化基本规律
第2章 滑坡演化模式与阶段判识 5
2.1 概述 5
2.2 斜坡破坏主要类型 5
2.2.1 层状岩质斜坡破坏类型 5
2.2.2 非层状岩质斜坡破坏类型 9
2.2.3 土质斜坡破坏类型 10
2.3 滑坡演化典型模式 11
2.3.1 顺层缓倾渐进滑移 12
2.3.2 顺层陡倾蠕变溃屈 13
2.3.3 深层顺向蠕变滑移 13
2.3.4 软弱夹层塑流滑脱 14
2.3.5 斜交切层贯通突滑 15
2.3.6 高陡反倾弯折滑移 15
2.4 滑坡演化阶段判识 16
2.4.1 演化阶段划分 16
2.4.2 滑坡演化阶段判识方法 17
2.5 本章小结 33
参考文献 33
第3章 滑坡地质结构演化规律 35
3.1 概述 35
3.2 滑带土结构演化规律 35
3.2.1 试验设计与试验过程 35
3.2.2 滑带土矿物演化特征 38
3.2.3 滑带土粒度演化特征 40
3.2.4 孔隙水化学演化特征 42
3.2.5 滑带土-水协同演化机理 45
3.3 滑坡裂隙演化规律 50
3.3.1 层状斜坡节理裂隙演化 50
3.3.2 滑坡演化裂缝分期配套特征 52
3.4 本章小结 57
参考文献 57
第4章 滑带土强度演化规律 58
4.1 概述 58
4.2 滑带土水致劣化效应研究 58
4.2.1 滑带土水致劣化效应研究现状 58
4.2.2 滑带土水致劣化试验研究 60
4.2.3 滑带土水致劣化数学模型 65
4.3 滑带土渗流冲蚀劣化效应研究 68
4.3.1 材料准备 68
4.3.2 三轴试验结果与分析 69
4.3.3 渗流作用下滑带土强度劣化规律与模型 73
4.3.4 渗流作用下滑带土强度劣化机理分析 77
4.4 本章小结 80
参考文献 81
第5章 重大工程区典型滑坡演化过程 82
5.1 概述 82
5.2 库水波动下堆积层滑坡演化过程 82
5.2.1 三峡库区与典型水库滑坡黄土坡滑坡概况 82
5.2.2 滑坡模型与监测方案设计 86
5.2.3 试验结果与分析 88
5.3 河谷深切下反倾岩质滑坡演化过程 91
5.3.1 澜沧江苗尾库区地质背景 91
5.3.2 底摩擦试验原理与方案设计 93
5.3.3 模型试验结果分析 95
5.3.4 深层倾倒体变形失稳过程阶段划分102
5.4 本章小结 105
参考文献 105
第二篇 滑坡多场监测技术
第6章 滑坡多场演化 109
6.1 概述109
6.2 场的概念起源 109
6.3 滑坡的多场分类 111
6.3.1 基本场 111
6.3.2 作用场 112
6.3.3 耦合场 113
6.4 “天空地深”综合多场监测 114
6.5 本章小结 116
参考文献 116
第7章 滑坡大变形监测技术 117
7.1 概述 117
7.2 大变形监测关键技术原理 117
7.2.1 惯性测量基本原理 117
7.2.2 惯性测量在滑坡深部位移分布测量中的引入 119
7.3 深部大位移柔性测斜技术 122
7.3.1 滑坡测斜原理 122
7.3.2 深部大位移柔性测斜仪设计 124
7.4 变形耦合管道轨迹惯性测量技术 127
7.4.1 横向管道轨迹测量方案设计 127
7.4.2 机械结构设计 129
7.4.3 测量电路设计 131
7.4.4 滑坡变形耦合管道轨迹求取 137
7.4.5 横向管道轨迹测量验证 142
7.5 本章小结 144
参考文献 145
第8章 滑坡多场关联监测 146
8.1 概述 146
8.2 多场关联监测思想 146
8.3 全剖面多场关联监测体系 148
8.3.1 多场关联监测设备架构 149
8.3.2 滑坡监测站点集成控制器主机 151
8.4 多场关联监测物联网平台 152
8.4.1 监测系统物联网平台 152
8.4.2 终端数据分析与预警系统 155
8.5 本章小结 161
参考文献 162
第三篇 滑坡预测预报
第9章 滑坡启滑物理力学机制 165
9.1 概述 165
9.2 锁固解锁型滑坡启滑物理力学机制 165
9.2.1 锁固解锁型滑坡模型试验 166
9.2.2 锁固解锁过程分析 169
9.3 动水驱动型滑坡启滑物理力学机制 174
9.3.1 渗流驱动 174
9.3.2 强度劣化 176
9.3.3 启动滑移 177
9.4 滑坡启滑共性机制 179
9.5 本章小结 180
参考文献 180
第10章 基于物理力学过程的滑坡启滑判据 182
10.1 概述 182
10.2 锁固解锁型滑坡启滑判据 182
10.2.1 锁固解锁型滑坡启滑物理力学判据 183
10.2.2 岩桥锁固段解锁的微震前兆模式 186
10.2.3 基于临界慢化的锁固段岩体断裂失稳前兆判识 187
10.3 动水驱动型滑坡启滑判据 190
10.3.1 耦合时变水头作用下顺层岩质滑坡力学模型 190
10.3.2 顺层岩质滑坡启滑的降雨阈值 194
10.4 滑坡启滑通用判据 196
10.5 本章小结 198
参考文献 198
第11章 数值预报模式与平台 200
11.1 概述 200
11.2 滑坡数值预报模式 200
11.2.1 滑坡数值预报模式整体框架 200
11.2.2 滑坡演化力学模型与演化过程刻画 201
11.2.3 滑坡场地不确定性地质建模与动态更新技术 207
11.3 滑坡数值预报平台 213
11.4 本章小结 216
参考文献 217
第四篇 滑坡防治关键技术
第12章 滑坡-防治结构体系协同演化规律 221
12.1 概述 221
12.2 滑坡-抗滑桩体系协同演化规律 221
12.2.1 基于宏观变形破坏特征的滑坡-抗滑桩体系演化过程 222
12.2.2 滑坡-抗滑桩体系失稳模式 227
12.3 滑坡-锚固体系协同演化规律 229
12.4 滑坡-桩锚体系协同演化规律 234
12.4.1 不同演化阶段滑坡-桩锚体系响应特征 234
12.4.2 动荷载作用下滑坡-桩锚体系响应特征 238
12.5 本章小结 242
参考文献 243
第13章 滑坡-防治结构体系多参量时效稳定性评价 244
13.1 概述 244
13.2 滑坡-抗滑桩体系多参量时效稳定性评价 245
13.2.1 滑坡-抗滑桩体系主控参量演化分析 245
13.2.2 滑坡-抗滑桩体系多参量时效稳定性评价方法 253
13.3 滑坡-锚固体系多参量时效稳定性评价 256
13.3.1 基于分形理论的滑坡-锚固体系主控参量演化规律 256
13.3.2 滑坡-锚固体系多参量时效稳定性评价关键因子 260
13.3.3 滑坡-锚固体系稳定性评价与失效判据 262
13.4 本章小结 264
参考文献 265
第14章 基于演化过程的抗滑结构设计关键技术 266
14.1 概述 266
14.2 基于演化过程的悬臂抗滑桩设计关键技术 266
14.2.1 基于演化过程的滑坡抗滑桩布设 266
14.2.2 基于多目标优化原理的抗滑桩结构优化设计 271
14.3 基于演化过程的锚固设计关键技术 272
14.3.1 岩质边坡锚固方向角三维优化 273
14.3.2 锚杆*优锚固长度 280
14.4 基于演化过程的桩锚结构设计关键技术 283
14.4.1 复合多层滑床条件下的锚索抗滑桩计算分析模型 283
14.4.2 动荷载作用下桩锚体系内力及变形计算 288
14.5 本章小结 293
参考文献 294
第五篇 滑坡研究与示范平台
第15章 水库滑坡大型野外综合试验场 297
15.1 概述 297
15.2 试验场建设思路 297
15.3 黄土坡滑坡地质背景 298
15.3.1 黄土坡滑坡概况 298
15.3.2 黄土坡滑坡三维地质结构 307
15.4 黄土坡滑坡大型野外综合试验场架构 312
15.4.1 空间展布 314
15.4.2 滑坡立体监测体系 314
15.4.3 隧洞群原位观测体系与试验平台 314
15.5 本章小结 315
参考文献 316
第16章 滑带土原位力学试验 317
16.1 概述 317
16.2 滑带土大型原位三轴蠕变试验 317
16.2.1 试验设备 318
16.2.2 试验流程 318
16.2.3 试验结果 319
16.2.4 本构模型 320
16.3 滑带土大型原位直剪试验 322
16.3.1 试验设备 322
16.3.2 试验流程 323
16.3.3 试验结果 324
16.3.4 本构模型 327
16.4 本章小结 328
参考文献 328
第17章 基于立体综合监测的黄土坡滑坡演化机制 330
17.1 概述 330
17.2 滑坡观测数据 330
17.2.1 气象水文数据 330
17.2.2 滑坡土壤含水率数据 331
17.2.3 GNSS地表位移监测数据 332
17.2.4 小基线集干涉式合成孔径雷达地表变形监测数据 333
17.2.5 深裂缝监测数据 334
17.2.6 深部测斜监测数据 335
17.3 黄土坡滑坡演化特征与机理 337
17.3.1 黄土坡滑坡演化特征 337
17.3.2 黄土坡滑坡演化机理 338
17.4 本章小结 341
参考文献 341