考虑降雨条件的堆积体滑坡多场特征研究

重庆市西泉街滑坡于2007年7月中旬遭遇115a一遇的强降雨,导致滑坡产生明显的变形破坏现象,本文在滑坡实际勘察工作的基础上,基于饱和-非饱和渗流理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元分析软件Geo-Studio的不同模块模拟了不同降雨条件下滑坡稳定性的变化情况,进一步对不同降雨条件下滑坡的渗流场、应力场和位移场特征进行了综合分析。研究结果表明:（1）降雨作用下堆积体滑坡体内渗流场和位移场具有很好的相似性,即滑坡体内地下水流速矢量和位移矢量绝对值变化规律具有一致性;（2）滑坡前后缘的位移量与降雨强度和降雨历时均呈正相关性,且滑坡前缘位移量比后缘大;（3）大雨、暴雨和大暴雨持续作用下,XY向最大剪应力在滑坡前缘及前缘陡坎处集中,有局部产生滑动的趋势,而在特大暴雨持续作用下,XY向最大剪应力在滑带附近分布相对均匀,有整体产生滑动的趋势;（4）强降雨作用下堆积体滑坡模拟得到的变形破坏规律主要表现为滑坡前缘首先产生的鼓胀变形破坏牵引滑坡后缘产生拉张变形破坏,破坏规律与实际相符。     

川西巴塘茶树山滑坡发育特征及形成机理

川西巴塘茶树山滑坡位于金沙江断裂带和巴塘断裂带的交汇处,区内地质构造复杂,新构造活动强烈,大型滑坡频发。茶树山滑坡为一古滑坡堆积体复活形成的滑坡。该滑坡自2001年7月首次出现滑动变形之后以蠕滑变形为主,不断的变形作用促使滑坡变形速度加快,滑坡体上出现了各种滑动形迹,于2006年1月7日发生大规模滑动。该滑坡目前仍处于不稳定状态,滑坡体变形破坏迹象较为明显,有进一步发生变形破坏的可能。在野外调查的基础上,对茶树山滑坡滑带土进行了大型直剪试验研究,获得了不同含水率条件下的滑带土抗剪强度变化规律,结果表明随含水率增大滑带土强度有明显减小的趋势。综合野外调查、物探钻探以及试验分析认为茶树山滑坡的形成机理为:受断裂构造作用,岩体结构面密集发育,岩体破碎程度高,岩土体力学性质差;上部透水层和下部隔水层的二元结构为滑坡体的富水提供了有利条件,强降雨作用使滑坡稳定性处于临界状态,渠水入渗和冻融作用直接诱发滑坡的发生。采用FLAC~(3D)对目前茶树山滑坡的稳定性进行模拟,结果表明,在强降雨条件下滑坡体出现明显的变形迹象,滑移面即将贯通,可能再次发生大的滑动。从滑坡形成机理角度考虑,加强排水、避免渠水再次入渗可以有效地控制坡体稳定性。     

受暂时性承压水影响的南京游子山滑动机制分析

随着极端强降雨天气的增加,南京地区多处山前缓坡发生规模较大的山体滑动,这与传统认为的山前缓坡相当于反压马道,有利于山体整体稳定的观点不一致。通过分析南京游子山山体滑坡的工程地质特征,初步认为这是典型的降雨诱发型滑坡。从滑坡场区的地层岩性、地貌特征、降雨条件以及工程活动等方面对该缓坡的滑动机制进行研究。结果表明:南京地区山体自然边坡具有独特的地层结构特征,山体上部岩石裸露,地形陡峻;中下部广泛覆盖第四系松散沉积物,坡度较缓,形成山前缓坡。缓坡的表层以细颗粒土为主,中下层以粗颗粒土及碎石土或风化岩体为主,形成特殊的"二元地层结构"。在强降雨极端天气条件下,山体上部裸露岩体裂隙发育,利于降水入渗,处于基本稳定状态;山体中部受降水作用容易发生圆弧滑动;山体下部缓坡容易形成"暂时性承压水";在暂时性承压水和中部滑体下滑力的共同作用下容易发生滑坡。运用GeoStudio软件对山坡变形进行计算分析,结果显示:边坡体中上部首先达到极限平衡状态,随着下部暂时性承压水顶裂坡脚土层厚度较薄地段,山体中下部发生整体滑动,有效验证了其滑坡的形成机制。该研究成果对南京地区类似滑坡灾害治理具有十分重要的意义。     

三峡库区降雨型滑坡入渗特征及变形机制——基于一维和二维模型试验研究

强降雨诱发古滑坡的浅层变形是三峡库区最为严重的地质灾害,因此,探索暴雨作用下滑坡土体的入渗规律及其浅层变形机制具有重要的研究意义。以三峡库区的降雨型滑坡为研究对象,统计了降雨型滑坡土体的渗透特性分布特征,考虑强降雨作用,分别开展一维土柱入渗试验和二维滑坡模型试验,研究了不同降雨强度条件下滑坡土体的入渗特征以及对应的滑坡浅层变形机制。降雨入渗试验结果表明：降雨入渗土体的速度取决于降雨强度与土体渗透系数的相对大小,当降雨强度小于或等于土体渗透系数时,入渗能力随降雨强度增大而增大。当降雨强度大于土体渗透系数时,入渗能力反而随之减小。模型试验结果表明：强降雨入渗时,会造成地表土体暂态饱和,表层土体以下非饱和区内的气体被暂态封闭并受到表层孔隙水压力作用而压缩,导致孔隙气压力随降雨入渗迅速增大。对于三峡库区的降雨型滑坡,短时的暴雨会产生瞬态饱和区。封闭气体,这也是影响强降雨入渗能力的主要原因;同时封闭气体传递水压使得浅层土体的孔隙水压力骤增,这也是许多滑坡发生浅层变形和破坏的主要原因。     

三峡库区堆积层滑坡降雨敏感性分析——以万州塘角2号滑坡为例

堆积层滑坡是三峡库区中常见的一类滑坡,大气降雨是滑坡产生的诱发因素.不同的滑坡体因其工程地质条件不同而表现出不同的对降雨敏感性的动态响应规律.本文以三峡库区万州塘角2号滑坡为例,分析其岩土体介质物理力学基本特征、变形破坏机理,在此基础上,采用MSARAM法边坡稳定性计算程序,分析了大气降雨对滑坡稳定性的敏感性问题.研究表明.在强降雨等诱发因素作用下,稳定性将明显降低,当库区正常蓄水位175 m时,该滑坡的启动降雨强度为20 mm/d,当库区低水位145 m运行时,启动降雨强度为50 mm/d.滑坡的防治措施应注重降雨和库水位等诱发因素的影响.     

湘西陈溪峪滑坡变形机理及稳定性评价

浅层滑坡在我国广泛分布,但在区域范围内分布规律性较差,且具有突发性、隐蔽性和破坏性强等特点。湘西武陵山区地质条件复杂、降雨丰沛、人类工程活动强烈,突发性地质灾害频发,尤以降雨诱发的浅层滑坡为主。文章以湘西地区慈利县陈溪峪滑坡为例,开展了降雨量、基质吸力、地下水位和地表变形等的监测;结合滑坡的现场调查及监测成果,分析滑坡的形成条件和变形机理;在此基础上,考虑基质吸力对边坡稳定性的贡献,将强度折减有限元法推广到非饱和土边坡,计算得到了不同降雨工况下滑坡稳定性。结果表明:当强降雨降落到滑坡体上时,坡内基质吸力值均迅速减小,直至一定值后（9.5 kPa左右）不再变化;坡内地下水位受季节性降雨影响显著,短时强降雨引起地下水变化幅度不如长时间降雨对地下水位造成的影响大;陈溪峪滑坡的地质力学成因为蠕滑推移式土质滑坡,运动形式为沿基覆界面的浅层滑坡;短时强降雨是诱发滑坡变形的最关键因素。陈溪峪滑坡在持续降雨条件下的降雨量预警值约为280 mm,在短时强降雨条件下的降雨强度预警值约为240 mm/d。     

降雨作用下碎石土滑坡解体变形破坏机制研究

为了揭示碎石土滑坡的变形解体破坏机制,结合工程实例,通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用不平衡推力法、数理统计分析方法和三维弹塑性接触有限元算法,以及运用碎石土边坡地下水管网状排泄系统理论,分析降雨作用下碎石土滑坡的变形解体破坏过程,揭示了降雨作用下中深层碎石土滑坡变形解体破坏的主要机制和一般的力学机制。结果表明,一定强度的长时间连续降雨或强降雨是中深层碎石土滑坡发生失稳的主要触发因素;采用考虑降雨作用的弹塑性接触有限元算法,可以更好地反映该类型滑坡在降雨作用下所处的实际状态及滑坡的滑动过程,可以为该类型滑坡稳定性的准确评价和预测预报提供可资借鉴的方法。     

湖北省香溪河流域白家堡滑坡稳定性分析与评价

三峡大坝建成蓄水后,将导致库岸部分古滑体复活、新滑体产生,香溪河流域白家堡滑坡就是其中之一。文章在对该滑坡的工程地质条件、深部位移及伸缩计监测资料的研究基础上,分析了滑坡变形机理,得出白家堡滑坡只有一个滑动面,其总体变形趋势为推移式,目前仍具有微小的变形。滑坡变形与降雨及库水有密切联系。结合试验资料,针对滑坡变形的实际情况,采用反演分析方法进行了滑移面抗剪强度参数的反演计算。利用反演结果,在三峡水库蓄水4种不同水位工况下进行稳定性计算。结果表明,滑坡的稳定性系数经历了大→小→大的过程。正常蓄水位时稳定性处于较低状态。滑坡体饱水处于蠕滑或失稳状态,需尽快进行治理。     

台风暴雨型土质滑坡演化过程研究

台风暴雨型滑坡是我国东南丘陵山地主要的滑坡类型,揭示其失稳演化规律对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文以福建泉州德化石山滑坡为研究对象,结合现场地质勘察资料,建立滑坡物理与数值模型对其变形演化过程进行模拟,探究边坡失稳涉及的渗流和变形位移等规律。研究结果表明:(1)初期雨水以垂直入渗坡体为主,且入渗速率较大;后期入渗速率随坡体饱和度增加而减小。有前期小降雨的情况下,坡脚位置更易出现积水饱和现象;(2)雨水入渗是导致坡体稳定性下降的主要原因:在暴雨工况中E3(模拟全程降雨为暴雨雨强100 mm·d-1)中,稳定系数保持下降,从1.197降至1.125;在双峰暴雨工况E4(前期30 mm·d-1小雨强降雨,后期100 mm·d-1暴雨雨强降雨)中,小雨强降雨过程中稳定系数基本保持不变,从1.197降至1.188,当暴雨一开始,稳定系数骤降至1.060;(3)台风暴雨型滑坡位移演化过程具有阶段性特征:压缩沉降微变形阶段,该阶段位移曲线变化平缓,基本不发生位移;匀速变形阶段,该阶段位移匀速增长,位移速率不变;加速变形阶段,加速变形直至失稳阶段,破坏迅速,具有突发性,曲线呈非线性;(4)当前期发生小雨强降雨(降雨强度≤30 mm·d-1),后期突发大暴雨雨强降雨(降雨强度≥100 mm·d-1)情况下滑坡的发生具有突变性,在试验中暴雨初期位移骤增20 mm,而后快速发展到90 mm左右。     

降雨诱发深层老滑坡复活变形的动态作用机制

强降雨易引发大型深层老滑坡的复活变形,研究其作用机制对建立滑坡变形破坏的降雨阈值,实现滑坡灾害的预警预报具有重要意义.以三峡库区秭归县谭家湾大型深层老滑坡为例,在地表宏观裂缝时空分布规律的精细描述基础上,结合15年的人工监测和2年的实时监测数据,分析了老滑坡的复活变形特征和发展过程.通过滑坡阶跃阶段的位移与降雨（当前降雨和前期降雨）的相关性分析,提出了降雨对深层滑坡复活变形演化过程的动态作用机制.谭家湾滑坡的7次“阶跃”变形与强降雨相关,但累积位移增量与累积降雨量无明显正相关关系,水平位移增量基本相同时,累积降雨量明显不同.引起第一次阶跃变形的累积降雨量和最大日降雨量均明显大于后续阶段,可能受控于强降雨的作用机制由“孔隙渗流”为主,逐渐转变为“渗透性增加的孔隙渗流+裂隙优势流”的综合渗流模式.这对进一步深入研究强降雨诱发深层老滑坡阶跃变形的内在机理与灾害预警具有一定的理论意义和参考价值.      

都江堰市五里坡高位滑坡-碎屑流成因机制分析

2013年7月10日发生的四川省都江堰市中兴镇三溪村五里坡滑坡-碎屑流,属于典型的降雨型高位斜向层状岩质滑坡-碎屑流灾害。在前人研究成果梳理和进一步野外调查的基础上,分析总结了五里坡滑坡-碎屑流的成因及演化模式,并对五里坡高位滑坡在降雨作用下的后缘裂隙扩展判据和滑坡启动判据进行了定量计算。研究表明,五里坡滑坡的演化模式为后缘拉张裂隙形成→降雨作用下裂缝开始扩展→动、静水压力联合作用下斜坡沿泥质软弱层滑动→后缘拉裂槽形成→“7?10”强降雨诱发滑坡复活→滑体前缘临空崩落、加速→崩滑体沿沟谷铲刮、运移→堆积停止。从力学角度推导了前期降雨作用下滑体后缘裂缝自动扩展的最小深度、滑坡失稳的临界水头高度和临界降雨强度的计算公式,得出充满水的后缘裂缝在静水压力作用下开始自行扩展的临界深度为11.3 m;后缘裂隙贯通至滑带后,当五里坡斜坡体在后缘裂缝水头高度达到9.8 m时滑坡处于启动的临界状态。     

渗透性与降雨强度对堆积层滑坡稳定性的影响

本文基于非饱和渗流理论及非饱和土的Fredlund双应力变量强度理论,对一沿岩土接触面滑动的堆积层滑坡模型,分别进行了8种条件下的降雨入渗数值模拟试验,研究了不同土体渗透性及降雨强度对滑坡稳定性的影响。结果表明:(1)堆积层滑坡的稳定性与土体的渗透性有密切关系,在降雨后的短期内,土体渗透性越好,滑面孔隙水压力升高越明显,滑坡的稳定性降低程度越大;(2)降雨期间,埋深较浅的滑面,入渗雨水能够较快到达,对滑坡稳定性的影响较大;(3)在相同的降雨时间内,降雨强度越大,滑坡稳定性降低速率越快;(4)降雨强度影响着滑坡发生的滞后性,在降雨总量一定的条件下,若降雨强度较大,雨停后,滑坡稳定性继续下降的程度较大;(5)降雨总量控制着滑坡的最终稳定性。     

吾尔塔米斯沟土质滑坡形成机理及稳定性评价

2006年7月吾尔塔米斯沟发生了一起浅层推移式滑坡,坡体处于基本稳定状态,但存在着一定的安全隐患。通过现场勘察总结了滑坡结构特征,并通过实验测试确定了滑坡的物理力学指标,建立起与滑坡主勘探线剖面对应的滑坡稳定性分析模型,运用传递系数法计算该滑坡不同工况的稳定系数,对滑坡体稳定性进行评价。上述研究结果表明,该滑坡稳定系数为1.147,处于较稳定状态,但在发生强烈地震、短时强降雨或有较大规模坡顶、坡脚扰动时,稳定系数均小于1,处于欠稳定状态,进一步发生较大规模滑动的可能性很大。     

大型平缓堆积层滑坡形成机理研究

岑巩县大榕滑坡发生于2012年6月29日, 属于大型平缓堆积层滑坡。其主体堆积区斜坡坡度8～20, 主滑区基覆界面倾角4～11; 下伏基岩中存在强风化层; 2009年以来, 有持续人工弃土堆积于左侧汇水区。结合滑坡特征及三维数值分析可见, 大榕滑坡是由持续人工弃土堆积和强降雨共同诱发产生, 弃土堆积区首先局部失稳, 导致坡脚破坏而逐步引发滑坡整体失稳; 滑面位于下伏强风化层中。结合典型案例, 总结了大型平缓堆积层滑坡结构特征, 强降雨是必要诱发因素; 失稳时, 局部往往带动下伏基岩失稳。     

三峡库岸滑坡变形特征及影响因素分析

三峡库区涉水滑坡主要影响因素是水位和降雨量,也是库区滑坡体失稳的主要影响因素和诱发因素。库区每年重复着水位升降不利于滑坡的稳定,而降雨特别是大强度的降雨也诱发产生滑坡。当水位波动遇到降雨,出现工况叠加,滑坡将加剧。因此,有必要对影响滑坡变形的主导因素进行了解分析。2016年6月三峡库区全面展开了自动化监测,使得数据统计方便可靠。本文采用滑坡变形速率、降雨量、库水位变化、最大水位变化速率、淹没程度,运用灰色关联度分析法对涉水滑坡进行了计算分析。水位下降阶段,文中土质滑坡变形受库水位影响最大。水位上升阶段,该土质滑坡上部变形受降雨影响最大,下部受水位影响最大。文中岩质滑坡总是受库水位影响最大。     

降雨作用下山区边坡稳定性分析

降雨是诱发边坡失稳破坏的主要原因,本文以坡地水文模型为基础,结合无限边坡稳定计算模型,研究降雨条件下边坡启动的临界降雨条件。通过工程算例表明:降雨量与边坡体稳定系数成反比;滑坡启动的临界降雨量随边坡坡度的增大而减少;随边坡土体内摩擦角的增加而逐渐增加,此分析对降雨型滑坡的研究有借鉴性的意义。     

宁镇地区山前缓坡地层结构及其稳定性分析

近年来由于受极端强降雨天气的影响,宁镇地区山前缓坡发生多起中型-大型滑坡地质灾害,主要表现为间歇性蠕滑,规模较大,而滑移距离较小,一般小于30 m,该类滑坡严重威胁附近居民的生命和财产安全,造成巨大的经济损失和严重不良社会影响。为此,本文针对这一典型山前缓坡新型滑坡地质灾害,运用岩体结构控制论和优势面理论对其滑坡体地层结构及滑动机理进行研究,结果表明滑坡主要发生在山前缓坡地段,滑坡体具有特殊的地层结构及水文地质特性,受到强降雨作用时,在坡体内容易产生暂时性承压水,在其浮托力的作用下缓坡主要产生顶托破裂和剪切破坏,并随降雨产生间歇性蠕滑。     

降雨型堆积层滑坡特征及稳定性分析

堆积层滑坡是滑坡的一种基本类型,其物质组成、结构等有别于其它类型滑坡。堆积层滑坡失稳绝大多数是由降雨或地下水位的变化而引起的,在降雨诱发堆积层滑坡稳定性分析中,必须考虑渗透力的作用。系统分析了堆积型滑坡发育环境及特征,推导了基于总应力法和有效应力法的可考虑渗透力的传递系数法,采用有效应力法计算滑坡稳定系数时,既要考虑地下水浮力作用,又要考虑地下水流动时的渗透力作用;采用总应力法计算滑坡稳定系数时,仅需考虑地下水流动时的渗透力作用。对一个工程实例进行了深入剖析,验证了考虑渗透力的传递系数法的可靠性。     

甘肃舟曲垭豁口滑坡复活机理及成因探讨

2019年7月19日18时许,甘肃舟曲县垭豁口滑坡复活,约3.92×106 m3的滑体顺坡而下,迅速流入岷江,堵塞河道,造成河道水位上升,江边公路中断,滑坡变形持续至8月中旬。基于野外勘察、遥感解译、钻孔勘探等方法获取了滑坡变形的基本特征,并开展了滑坡监测工作,并结合气象资料,探讨了该滑坡复活原因及启动机制。初步研究认为,该滑坡为降雨诱发。通过对滑坡变形历史进行梳理,结合滑带证据,滑坡复活机理可概括为:首先上部块体缓慢蠕变,降雨后发生塑性流滑;其次,因上部滑体堆积在滑坡中部,造成中部平台堆载,引发中部滑体变形;最终一滑而下,刮产连带下部滑体坠入河道。滑坡的上中下三部分滑体逐步被激活,最初缓慢变形,随后加速启动。滑坡变形模式为蠕滑—拉裂—流滑。对滑坡变形过程和机理的初步判断为滑坡灾害应急处置提供了科学依据。     

三峡库区千将坪滑坡失稳探讨

千将坪滑坡是三峡水库二期蓄水到139m高程水位期间发生的特大型滑坡,也是三峡库区近年来发生的规模较大的滑坡,受到了多方面的关注。滑体物质组成包括上部为残坡积粘土夹碎石和老滑坡堆积体、下部为沙镇溪组泥质粉砂岩两部分,沿基岩软层顺层下滑。根据滑动特征,可划分为顺层滑动、切层剪出以及滑覆堵江和过江反冲区三个区。本文重点研究了降雨、水库蓄水以及组合因素下滑坡稳定性变化特征。在蓄水前自然状态下,整体稳定系数K=1.18。未蓄水时暴雨状态下,稳定系数K=0.97,与蓄水前自然状态下比较,稳定系数降低20.9%;仅考虑蓄水而未降雨时,滑坡的稳定系数K=0.99,与蓄水前自然状态下比较,稳定系数降低18.3%;在蓄水到134m 强暴雨状态下,稳定系数K=0.93,与蓄水前自然状态下比较,稳定系数降低24.8%。反映了蓄水和降雨二者的组合对滑坡失稳影响是非常明显的。