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降雨条件下酉阳大涵边坡滑动机制研究

原文作者:
  刘新荣,张梁,余瑜,刘坤
发布时间:
  2014-08-14
来    源:
  重庆大学土木工程学院,重庆大学
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摘 要:以某厚堆积层滑坡为例,基于非饱和土力学理论,利用有限元方法,对雨水入渗条件下坡体的渗流及动态稳定性进行了计算和分析,研究了水分在坡体内的运移对边坡稳定性的时间效应。结果表明:边坡堆积体结构松散,土体强度差,边坡前缘坡降大,坡脚的开挖,为滑坡形成提供了便利条件;强降雨条件下使得坡脚附近首先发生变形失稳,牵引坡体后缘产生张拉裂。雨水沿坡面入渗,在坡体内形成渗流场,弱化岩土体参数,同时坡面形成饱和径流,使滑坡体前缘产生向下的渗透力,促使前缘坡体发生滑动,进而引发分级坡体产生滑移;强降雨初始阶段,滑坡体安全系数降低较快,很容易发生滑坡。该研究揭示了降雨入渗诱发厚堆积层边坡滑动机制,并以此建议采取以截、排、堵措施对边坡进行排水,同时设置嵌岩锚索抗滑桩及进行削坡清方措施对边坡进行综合治理,通过稳定性计算,效果良好。
1 引言
    滑坡是指斜坡及边坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、降雨、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面(带),整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象,同时,“滑坡”也指正在变形中的边坡,崩、滑堆积体和处于稳定状态的崩、滑堆积体[1-3]。随着我国经济建设的飞速发展,基础设施的大量动工,引发的大量的挖、填方,对原有的地质力学平衡体产生了一定的扰动,在自然营力作用下,滑坡灾害频发,给经济建设、人民生命财产及重大工程的安全带来严重的危害。
    大量的统计资料表明,天然边坡以及铁路、公路、露天矿等的开挖边坡的失稳多发生在降雨期间或降雨之后[4-6],可见降雨入渗及地下水对边坡稳定性具有重要意义。为了深入探究降雨诱发的滑坡机制,一些学者通过现场试验、足尺试验以及离心模型试验展开研究[7-12],取得丰富的成果,使人们对降雨诱发滑坡的原因以及滑坡发生的过程有了比较清楚地认识。Cho 等[13]通过流-固耦合二维有限元程序对降雨入渗条件下非饱和土质边坡的稳定性进行了分析,模拟结果表明土体的渗透系数对降雨入渗边坡稳定性有着重要的影响。Lourenco 等[14]通过模型试验研究了不同渗透系数的层状边坡在降雨入渗条件下的孔隙水压力分布以及边坡的破坏模式。林鸿州等[15]通过模型试验研究了降雨特性对边坡失稳的影响,提出了采用降雨强度与累积雨量作为雨量预警基准的参数。王睿等[16]利用离心模型试验对降雨条件下含软弱夹层黏性土坡坡体的吸力和变形规律进行了研究,试验结果表明,由于软弱夹层的遇水软化和高渗透特性,导致了黏性土坡在软弱夹层发生滑出。
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