2023年全球重大岩土事故回顾
2023年是全球极端自然灾害频发的一年，首先是地震，2023年共发生了3次遇难人数超过1000人的地震，包括2月6日土耳其的7.8级地震，死亡5.9万人，9月8日摩洛哥的6.8级地震，死亡2960人，以及10月7日阿富汗的6.3级地震，死亡1482人。其次是洪水，世界各地数不清的滑坡和泥石流是由于降雨和洪水诱发的。本文仅简要回顾了《计算岩土力学》公 众 号讨论过的几个重大岩土事故，包括比利亚溃坝、土耳其滑坡和印度隧道塌方。利比亚(Libya)东部薄弱的基础设施和低洼地带使其特别容易受到灾难的影响，2023年9月10日地中海风暴"丹尼尔"登陆后，强降雨袭击了该国东部，在9月份通常为1.5毫米的地区带来了超过400毫米的降水，由风暴丹尼尔引发的洪水摧毁了利比亚沿海城市德尔纳(Derna)市以南的两座水坝，并席卷了整个社区，洪水沿着主道路流入地中海，如下图所示。这次灾害造成至少11,300人死亡，是历史上第二致命的大坝溃坝。这个案例与2021年的Edenville大坝和 Sanford大坝破坏颇为类似，只是这次的破坏更严重。Wadi Derna是利比亚的一个河谷，从Jebel Akhdar山脉向下延伸至港口城市Derna。像北非的许多其他干河一样，它是一个间歇性的河床，大部分只有在大雨发生时才有水，长75公里，流域575公里 。
极端天气、脆弱的地理位置以及薄弱的水坝等因素交织在一起，使之成为近一个世纪以来北非最严重的自然灾难。德尔纳的地形如下图所示，南高北低，瓦迪德尔纳大坝(Wadi Derna dams)是城市上游同名河谷的两座水坝，根据Google地图的初略估算，大坝1的标高为250m，距离德尔纳12km，大坝2的标高为100m，距离德尔纳仅1km。上游的大坝1首先发生溃坝，洪水顺势而下，到达Derna城区附近后，冲垮了大坝2，淹没了城镇的大部分地区。
据说大坝1(Al-Bilad dam)能够储存150万立方米的水，高度为45米，而大坝2(Abu Mansour Dam)高75米，可以容纳1800万立方米的水。然而根据Google Earth的测算，大坝的规模远小于这个数字。这两座大坝于1973年至1977年由一家一家南斯拉夫公司建造。
在地中海风暴丹尼尔登陆之前，工程师们已经就大坝的弱点发出了警告。在2022年的一份调查报告中指出，两座大坝中的其中一座可能会倒塌，德尔纳的公民容易受到洪水的影响。但由于利比亚的国内局势，这个警告没有受到关注。下图所示的大坝1的卫星图像以及在Surfer中作的坝体三维模型。根据卫星图像的粗略估算，显示坝高大约在20m左右。
下图所示的邻近市区的大坝2以及破坏后的情形，这个坝体的规模比坝体1小。
2. 土耳其滑坡
2023年4月22日，在土耳其阿尔特文(Artvin, Turkey)的一座在建大坝高架桥的桥墩旁发生了大规模山体滑坡。这是Yusufeli大坝的施工场地，包括一个540兆瓦的水电站和一个270米高的双曲拱坝，建成后将成为世界上第五高的大坝。 该水电站的施工已经进行了十年。
可以看出，这个边坡类似于采矿工程的边坡，数了一下大约有10~12个台阶，目前的施工阶段正在提高水库的水位。明显看出，边坡的底脚部分在本次滑坡之前已经发生了破坏，但没有对其进行加固，导致边坡在重力作用下发生深层破坏。滑坡的运动型式基本上是平移滑动。下图所示的是滑坡后的地形状况。
本次滑坡可能与场地的地质结构有关，也极有可能与2月份发生的强震造成的场地液化有关。2023年2月6日，土耳其中部(37.174°N 37.032°E)发生了最近30年内震级最大的M7.8级地震，震源深度17.9km，震感9级(IX)，造成超过6万人死亡。本次地震后地面已经产生了两条延绵数百公里的大裂缝。地裂是震级大于M7.0地震后产生的特有现象【青海玛多地震M7.3后续---道路与桥梁损坏】，液化都能造成建筑物的损坏，更不用说地裂。小的地震可能导致边坡、堤坝和大坝发生损伤，大的地震将会直接导致边坡发生滑坡和坝体结构发生重大破坏，具体的表现形式为滑坡、坍塌、出现裂缝以及永久变形。
这次强震发生后，位于土耳其东南部的阿塔图尔克大坝(Ataturk Dam)出现了裂缝，该大坝是土耳其的第三大坝，拥有超过800平方千米的水库面积，估计储水量近50立方千米。如果大坝破裂，将对大坝附近约30平方公里的区域造成破坏。此外，叙利亚北部的米丹基湖大坝(Lake Midanki Dam)也受到了影响。从视频中可以看出，本次滑坡没有造成旁边桥墩的直接损坏或坍塌，但是，由于滑坡体紧邻桥墩，因此需要重新评估桥墩的稳定性和结构损伤。除了治理本次滑坡体外，应该详细调查滑坡的具体原因，究竟是施工因素造成的，还是地质结构导致的，还是地震液化引起的。这是因为目前水库才刚开始蓄水，水位还很低，如果不调查清楚滑坡原因，当蓄水水位变得很高后极有可能再次发生大规模的滑坡，其后果是相当严重的。2023年11月12日，印度一个正在建设的公路隧道(Uttarakhand Tunnel)发生坍塌，塌方段距离隧道口约270m处，塌方长度大约60m，导致41名工人困在隧道内，经过17天艰苦的救援行动，于11月29日41名工人全部救出。这起事故的救援过程提供了非常好的经验和教训，值得学习。Uttarkashi隧道高9m，宽13m，双车道。该隧道全长4.5km，塌方地点距Silkyara入口270m，塌方段的长度大约60m。- 隧道塌方救援行动---多方案并行工作 (11.19)
