德化县滑坡成灾临界降雨量研究

德化县位于闽东南地区,是台风强降雨三大高值区之一,为地质灾害多发区.地质灾害以浅层土质滑坡为主,具有群发性、多频发性.根据德化县滑坡发育特点和气象雨量数据,采用二项分类Logistic回归模型,计算得出研究区滑坡临界降雨量的表达式,为区域地质灾害预警预报提供技术支持.     

降雨引发的兰州黄土滑坡时空规律分析和临界降雨量预测

降雨引发的兰州黄土滑坡时空规律分析和临界降雨量预测     

浙江省诸暨市地质灾害与临界降雨量关系探讨

地质灾害的发生除了地层岩性、地质构造、地形地貌等内在因素外,降雨量是常见和重要的诱发因素。不同的地质环境条件,诱发地质灾害的降雨量是不同的。本文根据不同的地质环境条件,将诸暨市地质环境分为脆弱区、较脆弱区、基本稳定区和稳定区4个区域,并分别建立了临界降雨量特征曲线,为预报预警提供科学依据。     

人工集水面临界产流降雨量确定实验研究

通过在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所皋兰生态农业试验站1998-1999年的降雨-径流观测实验,利用直线回归模型确定包括自然集水面在内的9种人工集水面的临界产流降雨量值(降雨阀值)。结果表明:在不受前期降雨影响下,自然黄土坡面、清除杂草自然黄土坡面和粘土夯实集水面的临界产流降雨量分别为8.5mm,8.0mm和4.1mm。在受前期降雨影响下,其临界产流降雨量分别为6.0mm,5.0mm和1.9mm。塑料膜、油毡、沥青和混凝土处理集水面的产流过程受降雨量和降雨强度的影响小,平均状态下其临界产流降雨量为0.1～1.5mm。塑料膜、油毡、沥青、塑料+小砾石和塑料+大砾石集水面的临界产流降雨量分别为0.13mm,0.21mm,0.17mm,0.98mm和0.85mm。混凝土集水面在干燥情况下的临界产流降雨量为1.48mm,在不干燥情况下的临界产流降雨量为1.16mm。     

浙江省滑坡灾害预警预报的降雨阀值研究

根据浙江省降雨的特点,将降雨分为台风降雨和非台风降雨,采用统计方法研究了区域性滑坡灾害与台风区和非台风区降雨量及降雨强度的相关性,通过相关性分析确定了有效降雨量模型;得到了浙江省区域性滑坡发生的临界降雨量和降雨强度阀值,为实时时间预警提供了定量依据;将滑坡灾害的空间易发性与降雨量和降雨强度相结合确定了滑坡灾害的空间预警区划指标和等级;最后初步研究了滑坡发生的滞后时间。     

地质灾害气象预警区划方法研究——以湖北省巴东县为例

大气降雨是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害主要的诱发因素之一。本次研究依据多年的地质灾害监测资料和气象数据,经过筛选和分析,选取巴东县有时间记载的274处地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流),其中209处地质灾害的发生与降雨有关,占总数的76.3%。本文通过随机选取其中61处地质灾害与降雨量资料,进行相关性分析,确定了巴东县突发性地质灾害发生的临界降雨量和有效过程降雨量,建立了地质灾害气象预警模型,完成了地质灾害气象预警区划,为巴东县政府做好地质灾害预警工作提供了科学的依据。     

边坡失稳的仿真模拟分析

利用ANSYS仿真模拟平台,配合滑动方向准则及临界滑动面的寻求模式对边坡稳定性进行分析.分析过程中,考虑了边坡失稳过程中的应力重分布,由此引起了临界滑动面的改变,真实地反映了边坡失稳是一个逐步发展的过程,并以算例对边坡失稳的过程进行了仿真模拟分析.     

基于多元线性回归分析的土坡有限元失稳判据定量研究

塑性区连通程度是有限单元法判别土坡是否达到极限状态的重要依据,鉴于此判据目前尚未取得统一,本文着重对均质土坡失稳判据进行了定量研究。在主要考虑对土坡稳定性影响较大的三大参数(黏聚力c、内摩擦角、坡比)的前提下,通过经典条分法选取了多组处于极限平衡状态的土坡参数组合,对这些参数组合进行有限元程序计算,求得极限平衡状态下土坡剪切带等效塑性应变中值连通率,再采用多元线性统计回归方法,得出塑性区中值连通率与土坡参数的关系公式y=0.020702c+0.024417-0.67898+0.46799,从而为土坡有限元稳定性分析提供了定量失稳判据,并且使得有限单元法与经典条分法计算成果具有一定的可比性。算例分析表明,利用本文判据公式得到的安全系数与Bishop法计算成果相吻合,从而验证了失稳判据公式的正确性。     

临界动剪应力比法求解强夯加固软土地基有效加固深度的探讨

运用土体破坏时临界动剪应力比方法求解强夯加固软土地基的有效加固深度。结合某工程实例。利用动三轴试验仪测定土体在一定的动应力作用下产生破坏时的临界动剪应力比，同时计算锤底动应力在土中分布的规律。结果表明：在一定夯击能的作用下强夯有效加固深度8．6m，计算结果与实测结果较接近。     

ECMWF再分析日降雨量与CMAP候降雨量在中国境内的数据整合

将中国境内1980～1993年ECMWF再分析日降雨量和美国环境预报中心CMAP候降雨量按16种方案整合后,再与实测资料做相关分析得出粗略的质量评估;并应用旋转主成分分析结合复变量莫莱特小波变换分析方法就其在东亚季风区的空间模态和不同频率下变化的时间序列得出具体的质量评估。结果表明:由最好的整合资料算出的6个旋转空间模态与实测资料比较除顺序有所改变外二者惊人地相似,不仅其14 a日均降雨量和标准偏差借助遥感候降雨量较再分析数据大有改进(尤其在四川盆地),而且还保留了再分析日降雨量再现不同时间尺度下实测降雨量波动的能力。除周内波动有所不同外,与夏季风爆发和洪涝灾害关系密切的周际以上波动与实测资料大致相符或基本吻合。     

Extreme rainfall characteristics for surface slope stability in the Malaysian Peninsular

This paper discusses the results of an investigation on the influence of rainfall intensity and duration on the suction distribution within a soil mass. A series of numerical analyses were conducted on an infinite slope model to simulate the responses of the slope consisting of typical soil types to various rainfall intensities and durations from selected locations in the Malaysian Peninsular. The study showed that the critical duration was governed by three major factors: the saturated permeability of the soil, the geographical location, and the depth of the slip plane. The critical rainfall duration for highly permeable soil was 1 day, while 30 days of antecedent rainfall were required for the stability analysis of a slope made of soil with low saturated permeability. The critical duration of antecedent rainfall in soils with intermediate saturated permeability was found to vary with the rainfall pattern. A chart is proposed to determine the critical duration, critical intensity and critical suction for each type of soil.     

降雨入渗对土坡稳定性影响分析

在饱和-非饱和渗流理论基础上,从降雨强度、前期降雨总量、不同的土坡坡度以及是否考虑植被护坡等方面对大气降雨条件下土坡的稳定性进行了探讨.分析结果表明,在土体饱和渗透系数一定的条件下,强降雨对土坡稳定系数影响显著;土坡越陡,降雨强度大小对土坡安全性影响就俞显突出;土坡表层植物根系的存在影响非饱和区渗流场分布,可以延缓非饱和区含水量的增大,土坡稳定系数得到提高.     

基于模拟试验的强降雨条件下花岗岩残积土斜坡滑塌破坏机理分析

以东南沿海地区花岗岩残积土为代表性土样,以土体斜坡坡度、降雨强度为控制变量,设计了降雨滑坡模拟试验方案,在大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等四种不同降雨等级条件下对四种不同坡度的斜坡模型进行了强降雨模拟试验,研究降雨强度和斜坡坡度对其滑塌破坏的影响特征。结果表明：降雨强度越大,发生深层破坏或浅层整体破坏的趋势越明显,其变形跨塌滑块尺寸越大,破坏范围越集中,破坏程度增强;同时土体裂纹出现的时间越早,斜坡滑塌破坏所需的降雨时长逐渐减少。随斜坡坡度的增大,破坏形式由滑落滑坡逐步转化散落崩塌破坏,其相应斜坡滑塌破坏所需的降雨时长减少。研究结论对揭示降雨引发残积土滑坡等地质灾害发生规律具有重要的理论和现实意义。     

降雨诱发直线型黄土填方边坡失稳模型试验

近年来,随着“治沟造地”和“固沟保塬”等工程在黄土高原的陆续开展,出现了许多直线型黄土填方边坡。降雨是诱发边坡失稳的重要因素,但对降雨诱发直线型黄土填方边坡变形演化特征和破坏模式的研究较少。以直线型黄土填方边坡为研究对象,通过传感器监测、三维激光扫描和人工降雨,开展室内降雨模型试验,记录了降雨入渗下边坡内部水文响应特征和边坡失稳破坏过程,并对湿润锋、土颗粒运移、坡体内部变形响应、裂缝演化特征及破坏模式进行了分析。试验结果表明：随着降雨入渗,湿润锋达到后,体积含水率增加,并在峰值后保持稳定,而基质吸力则减小,到达最低点后保持稳定。冲沟对填方边坡的影响较大,它的发育改变了坡体内含水率特征,同时也是控制边坡整体滑动的边界;边坡变形响应区域主要是以填方边坡前缘堆积区和后缘滑塌区为主;裂缝演化方向由边坡前缘向后缘发展,它的发育为雨水入渗提供优势通道,同时也加剧边坡的变形破坏;降雨形成的水动力驱使坡体中细颗粒从填方边坡后缘向前缘流失,减弱了土体颗粒之间的胶结能力,使其抗剪强度降低,进而使边坡失稳破坏。因此,在降雨入渗下,直线型黄土填方边坡的变形破坏模式为：坡顶冲沟破坏、坡脚软化→局部牵引坍塌、整体失稳→块体分割、流滑破坏。研究结果可为直线型黄土填方边坡的工程建设和滑坡灾害防治提供理论参考。     

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。     

地下水在引发边坡病害中的作用

人们普遍认为由于地下水的浸泡降低滑带土的抗剪强度值是导致边坡失稳的内部机制.文章以云南元磨公路边坡为实例,对其进行了探究,发现病害边坡主要滑带土的天然含水量与其剪切试验所得的内聚力和内摩擦角之间并没有明显的线性关系.于是,文章采用极限平衡方程从理论上论述了地下水在边坡失稳过程中的力学作用,并对比边坡开挖前后入渗系数值的变化幅度,揭示出工程活动与降雨共同对边坡破坏的作用机制.     

降雨过程中边坡临界滑动场

降雨入渗过程中孔隙水压力的升高与基质吸力的降低引起边坡稳定性的下降,是导致边坡滑塌的主要诱导因素。利用饱和-非饱和渗流有限元计算得到的孔隙水压力场,基于Fredlund提出的非饱和土抗剪强度理论,对边坡临界滑动场进行改进,提出可以考虑降雨过程的边坡临界滑动场数值模拟方法,能够方便、快速地计算出边坡局部、整体安全系数和相对应的临界滑动面在降雨过程中的变化历程。将该法用于一个典型均质边坡和一个非均质边坡在降雨过程中的稳定性计算,分析降雨持续时间、降雨强度和非饱和强度参数取值等因素对边坡稳定性的影响,并将计算结果与其他方法进行比较,结果表明临界滑动场方法能搜索任意形状最危险滑面,计算的安全系数合理。     

An analytical solution for rainfall infiltration into an unsaturated infinite slope and its application to slope stability analysis

Surficial slope failures in residual soils are common in tropical and subtropical regions as a result of rainfall infiltration. This study develops an analytical solution for simulating rainfall infiltration into an infinite unsaturated soil slope. The analytical solution is based on the general partial differential equation for water flow through unsaturated soils. It can accept soil–water characteristic curve and unsaturated permeability function of the exponential form into account. Numerical simulations are conducted to verify the assumptions of the analytical solution and demonstrate that the proposed analytical solution is acceptable for the coarse soils with low air entry values. The pore‐water pressure (pwp) distributions obtained from the analytical solution can be incorporated into a limit equilibrium method to do infinite slope stability analysis for a rain‐induced shallow slip. The analysis method takes into account the influence of the water content change on unit weight and hence on factor of safety. A series of analytical parametric analyses have been performed using the developed model. The analyses indicate that when the residual soil slope, consisting of a completely decomposed granite layer underlain by a less permeable layer, is subjected to a continuous heavy rainfall, the loss of negative pwp and the reduction in factor of safety were found to be most significant for the shallow soil layer and during the first 12 h. The antecedent and subsequent rainfall intensity, depth of a less permeable layer and slope angle all have a significant influence on the pwp response and hence the slope stability. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

The effect of antecedent rainfall on slope stability

A case study is presented in order to identify the effect of antecedent rainfall on slope stability for Singapore. A storm in February 1995 (during which 95 mm of rain fell in 2 h) caused more than twenty shallow landslides on the Nanyang Technological University Campus. Details of the location, size and morphology of the landslides are presented. The antecedent rainfall during the five days preceding the event was significant in causing these landslides since other rainfall events of similar magnitude (but with less antecedent rainfall) did not cause landslides. To further understand the effect of antecedent rainfall, numerical modelling of one of the slope failures is presented. The changes in pore-water pressure due to different rainfall patterns were simulated and these were used to calculate the changes in factor of safety of the slope. The results demonstrate that antecedent rainfall does play an important role in slope stability.     

降雨入渗下强风化软岩高填方路堤边坡稳定性研究

降雨入渗是影响边坡稳定性、导致边坡失稳的最主要和最普遍的环境因素。强风化软岩用于高填方路堤填土边坡时,填土的压实度直接影响路堤土的渗透性和强度。利用饱和与非饱和渗流有限元模拟降雨入渗时高填方路堤的暂态渗流场,将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于边坡的极限平衡分析,并考虑基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响。探讨降雨强度、持时和压实度对边坡稳定性的影响。研究表明,强风化软岩用于高填方路堤压实度不能低于90 %;当暴雨强度为200 mm/d时,边坡就会失稳。其成果将为高填方路堤边坡防护设计提供科学依据。