降雨作用下滑坡渐进破坏动态演化研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因,为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理,分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响,将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中,探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征.通过推导降雨作用下考虑基质吸力的滑带土条块安全余度的表达式,并在此基础上,同时考虑滑带土强度参数及功能函数的模糊随机性,分别计算条块的局部破坏概率、扩展破坏概率和渐进破坏概率,从而研究降雨作用下滑坡时空演化过程.以嵩县白河滑坡为例,计算结果表明:长期持续的强降雨入渗是其诱发的主要因素,其斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式.最后应用模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程,结果可为支护设计提供理论依据.     

基于前期雨型影响的汉江支流堵河左岸麻池村1号滑坡监测预警降雨阈值研究

【目的】降雨是诱发滑坡变形破坏的重要因素，不同降雨模式引起的降雨入渗类型对滑坡稳定性影响各不相同，由此形成的滑坡灾害经常造成严重的经济损失和人员伤亡，合理的考虑前期降雨是实现准确预警预报的前提。【方法】以麻池村1号滑坡为例，首先精细分析了降雨作用下滑坡的地表-深部位移变形特征，定性评价滑坡变形过程与降雨因素的响应关系，以此研究4种不同降雨型式下滑坡渗透稳定性系数的动态演变规律，探讨不同降雨模式对滑坡的影响，并通过滑坡阶跃区段位移与前期降雨指标的相关性分析，确定了对滑坡稳定性最不利的前期降雨型式下的降雨阈值。【结果】结果显示：GNSS监测系统自2019年6月首测以来，地表累积位移为881.22～1 067.88 mm,最大日位移速率达264 mm/d(G6),2021年汛期强降雨频次增高，滑坡各变形区域出现“整体阶跃”现象。【结论】结果表明：(1)滑坡受降雨因素影响，变形呈现阶跃型演化特征，深部位移曲线反映了不同岩土成分结构的水敏性；(2)递增型前期降雨对滑坡的稳定性尤为不利，递增型降雨更有利于地表雨水的入渗；(3)滑坡的前期有效降雨持时为10 d,其对应的7次“阶跃”变形与前期降雨型式...     

库水位变化和降雨作用下三门洞滑坡流固耦合分析

目前对三门洞滑坡的已有研究都重点关注稳定系数和变形特征,缺乏对孔隙水压力及应力演化特征的系统性研究。采用Abaqus建立滑坡的三维计算模型,推导库水位变化和降雨入渗的耦合边界条件,提出基于莫尔-库伦和最大拉应力准则相结合的复合准则,模拟滑坡在库水位变化和降雨共同作用下的变形演化过程。系统探讨了滑坡的孔隙水压力分布、位移场、应力场和塑性区分布特征,并综合数值模拟结果分析了库水位变化和降雨入渗条件下的边坡稳定性问题。结果表明:在强降雨和库水位缓慢下降综合作用下,三门洞滑坡在滑坡中后部和前缘分别出现局部的张拉和剪切破坏,滑体内渗流场发生较大变化,导致滑体内孔隙水压力、应力、位移和等效塑性应变整体增大,但并未出现塑性破坏区,边坡整体处于稳定状态。     

考虑多层非饱和土降雨入渗的边坡稳定性分析

降雨是诱发滑坡的最主要因素之一,降雨入渗将显著降低非饱和土的基质吸力,从而降低边坡土体抗滑力。本文提出了考虑降雨入渗的多层非饱和土边坡稳定性分析方法。首先改进Green-Ampt入渗模型,提出适合多层非饱和土边坡降雨入渗的计算方法;然后得到各层土体在入渗各阶段的强度参数值;最后,采用强度折减法计算整个边坡在入渗条件下的安全系数。将本方法应用于广州大夫山滑坡案例发现滑动面和实际情况接近,为短期强降雨诱发的浅层滑坡。分析了不同降雨强度和历时对滑坡稳定性的影响,结果表明:降雨入渗导致边坡潜在最危险滑面的位置主要在浸润锋处或土体与基岩交界处。低强度长历时的降雨过程中,雨水入渗深度较大,易发生深层滑动;在高强度短历时的降雨过程中,雨水入渗深度较小,更易发生浅层滑动;随着降雨强度和降雨时间的增加,入渗深度增加,进而降低边坡的稳定性。     

降雨诱发全-强风化岩边坡浅层失稳模型试验研究

以珠江－西江经济带先行试验区典型降雨诱发型滑坡为研究对象,引入流体力学相似原理以韦伯准则作为降雨相似标准,开展了3组降雨诱发滑坡全过程物理模型试验。分析了边坡对降雨入渗的响应规律、入渗过程对边坡变形的影响、边坡破坏过程与破坏模式,初步获得华南强烈风化地区降雨诱发滑坡形成机理与成灾降雨特征:①浅层岩土体风化强烈造成的高孔隙率是试验区降雨诱发滑坡的物质基础,非饱和岩土基质吸力消散是试验区降雨诱发滑坡的本质原因,降雨入渗后特定的基质势(含水率)分布是降雨诱发滑坡的条件。②降雨诱发全风化花岗岩滑坡灾害所需累积降雨量比强风化碎屑岩小,强风化碎屑岩滑坡滑动影响范围比全风化花岗岩大。③强暴雨诱发滑坡灾害所需累积降雨量比间歇性降雨小,强暴雨更易诱发滑坡,且诱发的滑坡规模更大。     

考虑岩土体参数变异性的滑坡破坏概率分析

稳定性系数评价滑坡稳定状况存在一定的缺陷性,将其与破坏概率分析结果相结合能够对滑坡稳定性状况作出合理可靠的评价。在分析府谷县新府山安居小区滑坡基本特征及成因机制的基础上,对滑坡在不同工况下的稳定性系数进行计算。考虑滑坡岩土体参数的变异系数和偏度系数,利用蒙特卡洛法(Monte-Carlo)对滑坡的破坏概率进行了计算。最终,将稳定性系数与破坏概率相结合,对滑坡的稳定状态做出了评价。结果表明,该滑坡在天然状态下处于基本稳定状态,而在暴雨或持续强降雨情况下,滑坡发生破坏的概率较大。     

红层缓倾岩质斜坡地下水作用机制及稳定性分析

强降雨条件下地下水作用对川东缓倾岩质滑坡大规模的爆发起到关键作用。以川东典型红层缓倾岩质斜坡为例,通过现场调查和数值模拟等方法分析地下水渗流规律,并从地下水的物理作用和力学作用两方面研究其变形破坏机制。研究结果表明:地下水在层状和块状岩体斜坡中主要是通过原生层面和节理裂隙运移,孔隙水压力主要集中在斜坡后缘,靠近前缘水压力逐渐降低。川东缓倾岩质滑坡是在地下水的静水压力和物理软化泥化共同作用的结果,降雨入渗形成的水平推力、扬压力及软弱结构面强度的降低导致滑坡的启动;其形成演化过程可分为:1结构面形成与贯通阶段;2泥岩夹层软化阶段;3强降雨启动破坏阶段。     

强降雨条件下非饱和土边坡稳定性研究

我国幅员辽阔,地质构造复杂,是滑坡灾害多发的国家。已有研究表明,强降雨是滑坡灾害发生的主要诱因之一,强降雨条件下边坡稳定性分析一直是工程界研究的热点问题。针对降雨入渗对边坡应力场的影响,分别对比分析不同降雨持时和强度作用下边坡安全系数的变化规律。分析结果表明,强降雨条件下,边坡上部负孔隙水压力在降雨初期变化显著,随着降雨时间增加则趋于稳定,边坡整体稳定安全系数随降雨强度和持时的增大而减小,在强降雨初期(T10 h)边坡安全系数变化较为明显,后期则呈线性变化。     

降雨条件下非饱和土坡稳定性分析

降雨入渗是非饱和土边坡失稳的主要诱发因素。采用饱和-非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,以华蓥山地区某滑坡为模型,模拟降雨入渗引起的暂态渗流场,将计算所得到的暂态孔隙水压力分布用于考虑了基质吸力影响的土坡稳定系数的计算当中,分析了降雨强度和降雨时间对土坡稳定性的影响。分析表明:降雨时间越长,滑坡稳定性系数降低幅度越大,且降雨初期稳定性降低较快;土坡稳定性系数最小值发生在降雨停止后一段时间内,具有滞后效应。     

滑坡前缘开挖后滑坡变形特征分析及稳定性评价——以贵州省岑巩县大榕滑坡为例

岑巩县大榕滑坡发生后,形成堰塞湖,为了疏通河道,对滑坡前缘进行了分级开挖碾压。为掌握大榕滑坡的稳定性状况,对滑坡实施了安全监测。对监测数据进行分析发现：滑坡发生后坡体处于稳定状态;在前缘开挖及强降雨作用下,坡体出现较大变形,之后的2～3个月处于应力与状态大幅调整阶段;特定环境下强降雨或长时间连续降雨对土体的含水率的影响是有限的,含水率不随降雨强度的增大而无限增大,但孔隙水头明显与降雨强度有关,可能成为滑坡发生滑动的主要因素。监测数据及极限平衡法分析表明,该滑坡整体稳定性较好,在强降雨作用下局部处于欠稳定状态。     

突发型黄土滑坡的临界水位研究——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

甘肃省黑方台黄土滑坡的现场调查表明,地下水位的上升会导致突发型黄土滑坡发生;典型滑坡水位和变形的同步监测,证实地下水位上升到一定限度后会引起滑坡的变形破坏。为进一步揭示水位对土体破坏的影响,采用三轴常偏应力排水剪试验研究了孔隙水压力逐级增加过程中土体的破坏过程。结果表明,孔隙水压力达到轴向应力26%时会引起土体变形的突然增长并破坏,对应了黑方台地下水位占黄土厚度比例为0.4时会引起坡体失稳,并通过现场调查滑坡水位和黄土厚度验证了试验结果。结合试验和调查,以水位比例建立了这类滑坡的判识方法。     

降雨型滑坡浅层滑动对土体含水率变化的响应

降雨是滑坡的重要诱因,以往的研究通常以滑体含水率达到饱和作为滑坡发生的判别指标,实际上多数滑坡发生时仍处于非饱和状态。因此,有必要研究滑坡变形对含水率变化的响应,进一步揭示降雨型滑坡致灾机理。通过野外现场监测、现场模型试验和室内土柱入渗试验等多种手段深入研究土体含水率与降雨型滑坡的相关性。结果表明:①含水率变化速率是降雨型滑坡致灾的关键指标,降雨对滑坡的影响体现在降雨引起滑坡内部含水率增加速率达到峰值进而引起滑坡失稳破坏。②前期降雨过程是含水率变化速率的重要影响因素。久旱后发生高频降雨,易使土体含水率迅速增加。③强降雨是含水率变化速率增大的关键影响因素。在相同初始条件下,降雨强度越大,含水率变化速率越大,且含水率变化速率到达峰值速度越快。     

南江县浅层土质滑坡降雨人渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨人渗过程进行模拟.结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳.     

南江县浅层土质滑坡降雨入渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨入渗过程进行模拟。结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳。     

基于蒙特卡洛法的滑坡稳定性二元指标评价研究

土体抗剪强度参数(c和φ)统计特性、库水位升降及降雨耦合下对滑坡可靠性的影响较大,而目前研究不足。通过蒙特卡洛模拟开展了白水河滑坡不同土性参数变异系数、相关系数组合下库水位升降及降雨的稳定性计算,得出了最不利组合下的安全系数可靠值。结果表明:滑坡失效概率随土体抗剪强度(c和φ)相关系数增大而减小。不考虑相关性容易引起对滑坡可靠性偏保守的估计,库水位上升、库水位下降和降雨三种工况下滑坡失效概率最大值分别为考虑相关时最小值的1. 7倍、31倍和29. 5倍。相同库水位变化速率下,库水位下降比上升时的失效概率显著增大。两种工况下最大失效概率分别为38. 81%和17. 94%。库水位下降叠加降雨时滑坡稳定性最差,安全系数可靠值为0. 67,c、φ变异系数均取0. 5,不考虑相关性为其参数最不利组合;中值安全系数分析滑坡稳定性时偏高,二元指标体系评价滑坡的稳定性更符合实际。     

金沙江乌东德库区必油照滑坡稳定性分析

在详细分析金沙江水电站库岸滑坡地质结构和区域地质环境的基础上,结合地层产状、水文气象等因素,利用Ansys和Flac~(3D)建立必油照滑坡地质模型,利用强度折减法与有限差分程序进行多工况下的全过程动态数值模拟。计算坡体由初始化自重平衡作用到临界滑移失稳状态全过程的位移、速率变化趋势,分析滑坡破坏模式与滑移特征,并由剪切应变增量云图确定滑移面。通过数值模拟,阐释了滑坡破坏演化特征和失稳机理。坡体塑性变形与位移分析结果表明:滑坡在天然状态下基本稳定;在连续高强度降雨状态下欠稳定,局部失稳滑塌的可能性很大,这与现场调查分析的结果一致。利用Flac~(3D)进行滑坡稳定性分析和评价简单、可行,且更加直观、方便,具有传统极限平衡法所无法比拟的优势。     

三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理

三峡库区内许多滑坡受库水位周期性涨落及降雨的影响,其变形时间曲线呈阶梯状,滑坡变形呈现出阶跃型动态变形演化特征。为了深入研究阶跃型滑坡的动态变形机理,评价预测该类型滑坡的稳定性及发展趋势,本文以白家包滑坡为例,根据现场地质调查及勘查资料,充分利用挖掘十多年的监测数据,分析其动态变形特征、变形机理、影响因素和稳定性,预测其动态变形发展趋势。结果表明此类滑坡由于渗透性能较差,当水库退水时,坡体内地下水向水库排水缓慢,形成地下水与库水位的正落差,指向坡体外侧的渗透压力增大,使得坡体稳定性降低。并且库水位下降速率越大,滑坡位移速率就越大。     

暴雨作用下铜仁地区典型滑坡变形机理研究

选取具有代表性的铜仁地区石灰溪滑坡作为典型滑坡进行案例研究,在滑坡工程地质条件基础上建立合理的石灰溪滑坡地质模型。基于饱和-非饱和渗流理论,采用Geo Studio 2004中的SEEP/W模块研究不同降雨强度(50,100,200 mm/d)情况下降雨1 d及7 d后的石灰溪滑坡渗流场演化特征及其规律;基于极限平衡理论,采用SLOPE/W模块研究在以上不同降雨强度作用下石灰溪滑坡在降雨中及降雨后1~7 d的稳定性演化特征及规律。通过研究,总结了石灰溪滑坡的变形机理,对该地区同类型滑坡变形机理进行理论探讨。