（一）可能抬升原因排查

对于引起山体抬升的原因，因为无成熟经验可供参考，初期曾从水准基点（BM）沉陷或测量误差、岩体含有膨胀性矿物、岩体热膨胀、地质构造应力影响、过大的承压水头使坝体抬动等多方面进行判断，逐项分析其可能性。

1）是否因测量误差或BM沉陷变位所致。为排除此项因素，曾委托湖南省测绘局专业测量队对水准基点进行两次复测校核，认为准确无误，误差在允许范围之内。

2）是否因岩层中含有膨胀性矿物，遇水引起岩体膨胀抬升。经分析前期勘察试验成果，坝基岩层中仅在D3x和D3h的泥质粉砂岩中含有少量水云母，在的f512夹层中含有少量蒙脱石，但蓄水之前岩层均处于饱水状态，不可能产生较大次生膨胀，且含量也十分有限，膨胀力小，不可能引起如此数量的抬升。

3）是否因岩层温度变化引起的热膨胀导致山体抬升。经对比分析蓄水前后地温梯度变化情况，蓄水前后地温观测资料没有特殊异常变化，建坝后地温还略有偏低；建基面及以下浅部不同深度埋设的1组温度计所测温度—时间过程线平稳；热水观测孔中的水温基本保持在52℃左右，不因库水位的变化而变化；且经对21块岩石样品进行热膨胀性试验，石灰岩和砂岩的线热膨胀系数一般为10-6K-1量级，据此，若岩层温度升高10℃，每100m厚岩石的热膨胀量也仅为毫米级，对岩体变位影响极为微小，与实际观测资料不符。至于水库水温的影响问题，经实测库内不同高程水温为12～14℃，温度变化不大，未见增温现象。

4）关于区域构造应力的影响。考虑到抬升的范围仅局限于D2y以上一定范围山体，面积仅2km2左右，而构造应力场是一种区域应力场，对地形变的作用通常具有区域性特点，且构造应力场的作用方向和强度在时间上亦有相对稳定性。而山体抬升与水库水位变化十分密切，且有显著的波动特征，与单纯由构造应力作用的概念不相吻合。

5）是否可能因底部隔水层因承受过大扬压力而上抬。在设计阶段即已考虑热水隔水层顶板承受水库全水头扬压力时的上覆岩体连同坝体的抗浮稳定问题，并进行过稳定计算，结果表明，热水含水层以上基岩连同大坝的抗浮是稳定的。

（二）山体抬升原因和机制分析

对大量观测资料进行综合分析后可以看出，在排除前述可能影响山体抬升因素的同时，下列现象是明显不争的事实：

1）岩体的升降受水库水位涨落的影响十分明显，而水库水位的涨落又直接影响坝址区承压热水水头的大小。

2）抬升的范围仅局限于D2y热水含水层分布的范围，D2y上游两岸山体未出现抬升现象。(www.daowen.com)

3）坝区山体抬升变形具有整体变形的特征，局部差异变形并不明显。

4）坝址区底部隔水层（亦为承压热水含水层顶板）和折线型防渗帷幕的防渗性能良好。相对隔水层、防渗帷幕连同上部坝体共同构成一向下游倾斜的隔离库水的防渗体，只有下部D2y地层与库水相通，且为透水性强烈的承压热水含水层。

由此可以推断，山体抬升现象的出现与水库蓄水后水位的抬高致使D2y承压热水含水层水头增大有直接关系，库水位的涨落变化引起承压热水水头的变化，从而导致山体升降的变化。

至于承压热水水头的变化引起岩体抬升的作用机制，可作如下分析：鉴于承压热水仅限于D2y热水含水层，且含水层导水性良好而顶板隔水性亦较可靠，库水位升高引起承压热水水头增大时对D2y含水层的作用体现在：使裂隙发育的D2y含水层内空隙水压力增大，从而使裂隙破碎岩体的有效应力降低，在总应力不变的情况下，将导致D2y岩层的回弹、扩容变形，从而导致上覆岩体的抬升；反之，当库水位下降，承压热水水头降低时，空隙水压力减小，因而有效应力增大，岩体将压缩变形。

承压热水水头的变化也同时等效作用于含水层隔水顶板的底面，引起底面所承受的扬压力变化，水头增大则扬压力增大，虽然不可能仅因此将上覆岩体抬起（经计算证实），但实际是减轻了热水含水层上覆岩体的荷重，为下部含水层（D2y）岩体的回弹扩容变形提供了有利条件。

关于松散介质含水层中的有效应力原理，在土力学中早已被实验和土层地面沉降及防渗的大量实例所证实。20世纪50年代，岩石力学界也有将土力学中的有效应力原理引入岩石力学，当然岩石中的孔隙因矿物之间有时多已胶结，不同于松散土层中的孔隙，但如果岩体中裂隙较为发育，岩体较为破碎，从宏观上可将部分岩体视同空隙介质（孔隙和裂隙），在一定条件下，有效应力原理同样可以适用。

为了验证江垭工程山体抬升与承压热水含水层水头变化引起的含水层有效应力变化有直接关系，成都理工大学作了很有意义的模拟试验研究：取江垭坝址D2y石英砂岩岩芯柱，人工劈裂模拟岩体中的裂隙，将岩样置入特制的密闭活塞式筒中，在恒定轴向压力条件下（模拟上覆岩体重量），通过压水模拟岩样的空隙水压力。可以看出，当空隙水压力增高时使轴向荷载减荷，可使岩样卸荷回弹，与轴向荷载降低等效。在对试样进行5次空隙水压力增、卸循环试验时，前3个循环岩样表现为压密的趋势，而第四、五循环则表现为松散趋势。以上实验清楚说明，在一定条件下空隙水压力对裂隙岩体变形的影响。

在一定上覆荷载作用下，岩体中空隙水压力增大，有效应力减小，引起岩体扩容；反之，空隙水压力减小、有效应力增大引起岩体压缩的实例，在其他工程中亦有发现。例如20世纪50年代美国建成的卡布里耳高拱坝，坝高120m，蓄水后发现两岸山体有抬升并相互靠近的现象，研究此现象的塞拉兹指出：“水库库底岩体由于库水的重量将承压产生压缩变形，而库水渗入两岸岸坡岩体，由于降低了岩体中的有效应力，使裂隙和断裂扩展而引起山体变形。”此外，据介绍，瑞士某水库外侧在低于坝基高程部位开凿高速公路，因疏干排水使地下水位降低，引起附近大坝因坝肩沉陷变形产生裂缝，后不得不封闭高速公路恢复原地下水位，才使大坝变形得以停止。

为了更进一步说明这种现象，现根据蓄水初期坝基D2y热水含水层水头（空隙水压力）增大后岩体抬升值，计算岩体的变形模量（E0），量值在4000～10000MPa，与野外实测D2y石英砂岩的E0值接近。