降雨致滑的土坡体积演化规律研究

前人对滑坡演化划分为蠕动压密、滑动、剧滑和稳定压密四阶段.对于新开挖的土质边坡,若在降雨作用下发展为滑坡,在滑坡演化的蠕动压密阶段存在明显的体积减小,滑坡演化的滑动阶段体积变化不明显.因此,若土坡在降雨作用下持续变形,可将边坡体积变化作为边坡由蠕动压密阶段转化为滑动阶段的判据,据此对边坡危险性进行预警.采用室内地质力学模型模拟了土坡在降雨作用下的失稳过程,坡面位移持续增大,坡体体积先持续减小后渐趋稳定,坡体出现整体失稳,验证了坡体体积减小的终点就是滑坡滑动阶段的起点.     

降雨诱发残积土坡失稳的模型试验

为了研究降雨条件对残积土坡坡体内部变形特征及边坡失稳机理的影响,结合自制监测系统、人工降雨试验及数字照相量测技术,开展不同位置、不同坡度、不同密实度边坡的地质力学模型试验,分析雨水入渗对坡体变形、吸力的影响。指出失稳预警因子应从降雨诱发滑坡失稳机理出发,着重考虑边坡关键位置的力学物理量变化。基于坡体变形和吸力时变规律,提出边坡变形发展的3个阶段;基于不同条件下边坡的失稳破坏过程,揭示降雨诱发残积土坡的失稳模式。试验结果表明：边坡上部土体吸力和变形变化幅度较大,速度较快,而下部土体变化幅度较小,速度较慢;陡坡和高密实度边坡抵抗降雨入渗引起的变形能力强于缓坡和低密实度边坡,由于小孔隙结构发生破坏所需的能量远大于大孔隙结构,导致低密实度、缓坡坡体中部产生的变形大于坡体上部;边坡变形发展阶段为初始蠕变阶段、加速发展阶段、滑动破坏阶段;无支护的边坡,失稳预警因子可选择边坡关键位置处的基质吸力;有支护的边坡,应根据支护结构受力（变形）和边坡关键位置处吸力变化特征来选择预警因子;土坡的失稳模式为坡表冲刷→冲沟、切沟侵蚀→坡脚局部坍塌→破坏范围纵横发展→整体失稳,滑动面深度为1～3 m,该类滑坡应注重坡脚防护,尽可能降低边坡渐进累积破坏的可能性。研究结果可为构建东南沿海地区降雨诱发滑坡预测模型提供重要依据。     

降雨和地震耦合作用下老南瓜塘边坡稳定性分析

以大永高速公路老南瓜塘边坡为研究对象,采用数值方法分析该边坡的失稳破坏机制,并确定雨水入渗导致坡体强度软化是诱发滑坡的主要因素。分析计算老南瓜塘边坡在降雨、地震、降雨+地震等工况下的工程稳定性,根据边坡的变形破坏机制和稳定状态选取了抗滑桩支护方式进行加固,并复核加固坡的工程稳定性。研究结果表明:①边坡稳定性随降雨持续而降低存在一定滞后,边坡最不稳定状态在降雨结束后一段时间,并非对应降雨结束时。②地震荷载对边坡稳定性破坏显著,地震工况下老南瓜塘边坡处于极度不稳定状态。③前期降雨会加剧地震对边坡稳定性的破坏,降雨强度越大,持续时间越久,影响越明显。     

黄土填方边坡降雨入渗特征及变形破坏模式的模型试验

平山造城、填沟造地等形成大范围近直立的高填方体，这些新型工程为黄土高原带来重要发展机遇的同时，在降雨条件下也将带来前所未有的重大灾变隐患，针对这一状况，开展黄土填方边坡降雨过程中坡体基质吸力、体积含水率、孔隙水压力、湿润锋以及变形等动态响应规律的分析，并对坡体裂缝发育与演化及变形破坏模式进行模型试验研究。结果表明：湿润锋下移致使坡体内部的基质吸力减小而体积含水率和孔隙水压力增加，并且其达到峰值以后稳定，虽然基质吸力降低到最低时，坡体未发生滑塌，但随着雨水的继续入渗，坡体会发生局部和大规模的破坏，表明降雨诱发的黄土滑坡具有一定的滞后性；坡体裂缝体系演化机制为临空面附近产生张拉裂缝且向后扩展-坡体侧翼产生剪张裂缝-后缘产生贯通性的张拉裂缝，形成的拉裂缝不仅提供了优势入渗通道，而且也是每次滑塌的后缘边界；短时连续降雨诱发的填方边坡变形具有浅部间歇性和突发性破坏的特点，导致填方坡体产生多级块体滑动破坏；长时连续降雨诱发的填方边坡变形则具有深部渐变连续性破坏的特点，导致填方坡体产生冲蚀及流滑破坏。     

强降雨条件下弃土场边坡稳定性历程分析

基于饱和非饱和理论,在Geo-Studio数值模拟的基础上分析了整个降雨历时过程中,不同降雨强度条件下,山区弃土场边坡内部渗流、降雨入渗速率和边坡稳定性的变化规律。结果表明:降雨入渗过程中,坡表部分区域迅速饱和,弃土场边坡内部存在低孔隙水压力的非饱和区;在降雨的初始阶段,降雨入渗速率主要受坡表土体渗透系数的制约,随着坡表土体饱和度的增加,降雨强度逐渐转变为影响降雨入渗速率的主导因素;边坡稳定性系数在整个降雨过程中呈现先减小后增大的趋势,但边坡最危险时刻出现在降雨结束后的2～6h时间段,并非通常认为的降雨过程中;当降雨强度达到一定值时,边坡稳定性系数在降雨过程中会出现一个小幅的增加。     

贵州省某顺层岩质滑坡变形破坏机制分析

以贵州省某顺层岩质滑坡为研究对象,对工程项目实施过程中滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究。结果表明:对坡体前缘开挖切脚是导致边坡变形破坏的诱发因素;滑动面特征为坡体后部沿岩层层面、前缘滑面反翘的折线形滑面;基于滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制分析,对滑坡治理制定了针对性处治措施,深层位移监测表明滑坡治理效果明显。     

红粘土边坡降雨冲刷试验研究

红粘土边坡冲刷破坏的研究对工程设计和水土保持有着重要意义。以红粘土边坡为研究对象,进行了室内边坡冲刷模型试验,对边坡的冲刷破坏过程进行了全程观测,同时对降雨过程中边坡土体的含水率湿润锋面、孔隙水压力、坡体位移及滑动面破坏特征进行了监测,研究结果表明:从坡顶到坡脚水流侵蚀能力呈递增趋势,坡脚处的侵蚀破坏最为严重。整个降雨过程中未见明显的滑动面,验证了降雨条件下红粘土边坡的破坏和其它土类不同。     

浙江58省道K15+200边坡变形破坏过程分析

为了分析含碎石粘性土边坡的变形破坏过程,以浙江省58省道K15+200滑坡为例,采用弹塑性有限元强度折减法和反分析方法,计算边坡的整体安全系数和分析该滑坡的稳定性以及变形破坏过程。结果表明,含碎石粘性土边坡的变形破坏主要是在降雨作用下边坡变形破坏过程中滑坡体各部位水平位移和竖向位移的不一致和塑性应变的不断发展引起的;采用弹塑性有限元算法可以更好地反映该类型滑坡所处的实际状态及滑坡的滑动过程。     

降雨作用下裂隙红黏土边坡渗流特征与冲刷模式

针对降雨作用下裂隙红黏土边坡失稳破坏问题，开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验，提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法，揭示红黏土边坡裂隙演化规律，分析裂隙发育程度与降雨强度对红黏土边坡渗流特征与冲刷模式的影响。结果表明：干燥作用下红黏土边坡表面裂隙发育，其中坡面裂隙发育最强烈，其最大裂隙平均宽度为4.1 mm，最大裂隙深度为7.7 cm，最大裂隙率为10.4%，但坡底子裂隙和分支裂隙发育最充分，且主裂隙最先出现于远离坡面处；降雨作用下，雨水极易沿坡表裂隙形成优势流迅速渗入边坡内部，使边坡含水率增加且呈不均匀分布，出现局部暂态饱和区；裂隙发育程度和降雨强度的增强均会提高前期降雨入渗速率，并增加最终降雨入渗深度，其中坡底处入渗深度最大；极端降雨对裂隙红黏土边坡冲刷作用明显，造成坡面松散层流失，坡底显现冲刷痕迹，坡脚局部发生滑动。基于图像摄影识别技术定量分析边坡含水率分布的方法简单有效，研究成果可为裂隙性红黏土边坡灾害防治提供参考。     

降雨入渗作用下风积沙路堤边坡的稳定性分析

以风积沙路堤边坡为研究对象，分析了不同降雨类型下，土体的体积含水量、孔隙水压力对边坡稳定性的影响及渗透规律。采用基于饱和-非饱和渗流理论的有限元软件，考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响，对坡体在不同降雨类型下的渗透规律和对边坡的稳定性进行分析。结果表明:边坡在降雨入渗过程中，边坡表层体积含水量逐渐增大，基质吸力逐渐降低，在强降雨下边坡表层形成一个暂态饱和区，容易发生浅层滑动；连续降雨的边坡表层没有暂态饱和区，雨水全部下渗，在相同降雨量下连续降雨的渗入量和渗透深度都要大于短时强降雨；连续降雨相比短时强降雨对     

高速公路煤系地层滑坡稳定性评价及治理措施分析

为研究某高速公路煤系地层滑坡成因及稳定性,通过工程地质调绘、钻探等手段查明滑坡基本特征,采用定量计算与数值模拟方法对滑坡进行稳定性分析。结果表明,降雨入渗是引发滑坡失稳的关键诱因,滑坡稳定性系数随降雨持时的增加而不断降低,并在后期呈现快速下降趋势。据此制定了以清方+抗滑支档为主的处治措施,经过后期监测显示,边坡稳定性良好。     

降雨入渗条件下含裂隙边坡稳定性分析

现今对滑坡的研究过程中大多没有考虑坡体之上的裂隙,然而裂隙对降雨型滑坡所起的作用尤为重要。某公路滑坡坡体之上存在大量裂隙,为研究其在降雨过程中渗流及稳定性变化规律,运用有限单元法分别模拟有裂隙和无裂隙时坡体内瞬态渗流场变化、稳定性随降雨历时的变化情况。结果表明:在研究含裂隙滑坡降雨入渗过程中,考虑裂隙时的计算结果与现场观测结果更一致,考虑裂隙对滑坡稳定性的影响十分必要。     

降雨对公路边坡渗流场与稳定性影响研究

降雨是诱发土质公路边坡产生滑坡的主要原因之一。以某公路边坡为研究对象，采用有限元流固耦合方法，定量分析不同降雨强度、降雨历时对公路边坡渗流场与稳定性的影响。结果表明:降雨强度越大，降雨持续时间越长，边坡体积含水量越早达到饱和且达到饱和的范围越大，边坡的基质吸力下降速率越快且消散范围越大，边坡抗剪强度降低越多，稳定性持续下降；当降雨强度达到大暴雨或降雨持续时间达到6天时，该边坡的稳定性系数小于1，有可能失稳，应及时采取防治措施。     

软质岩顺层高边坡滑坡形成机制及整治措施设计研究

由于季节性强降雨,贵州省毕节市某高速公路泥质白云岩顺层高边坡在施工过程中多次产生滑坡病害。针对此工程问题,开展工程地质调绘及钻探等勘察工作,查明滑坡形成机制,通过反演法进行滑动面土体抗剪强度和稳定性分析、计算;结合该滑坡以往处治的经验教训,制定以抗滑桩为主,锚索为辅的软质岩顺层高边坡防护设计方案,工后位移监测结果表明:边坡处于稳定状态。     

重庆武水高速公路K41切层岩石滑坡的形成机理

重庆武水高速公路K41滑坡为一大型切层岩石滑坡,自2009年8月以来,坡体下沉、滑移及坡面开裂等现象日趋加大,呈持续性滑动变形。该滑坡的形成、发展与坡体复杂的工程地质条件密切相关系:上硬下软的坡体结构是古错落体形成的基础,高边坡开挖产生了较大的临空面,加之连续降雨的影响,使古错落体切断软弱岩层转化为切层岩石滑坡。结合滑坡的变形特征及监测资料对其稳定性进行了综合分析,确定了滑坡在不同条件下的安全系数,并对治理工程设计提出了建议。     

降雨入渗作用下路基边坡的稳定性分析

为分析降雨入渗对路基边坡稳定性的影响,考虑渗流场与应力场间的耦合作用,依据强度折减方法,运用有限元软件分析了降雨、路基几何形状及路基土物理性能对边坡稳定性的影响。结果表明:降雨强度越大、降雨历时越长,路基变形位移越大,边坡稳定安全系数减小;长时小雨造成的路基沉降较大,边坡容易失稳;路基边坡越陡,路基变形位移较小,但边坡稳定性较低;路基土渗透系数越大,路基变形位移越大,边坡稳定性降低。     

顺层缓倾复合介质边坡水力驱动型滑移破坏机制研究

为了对水力作用下顺层缓倾复合介质边坡稳定性进行定量研究,以沪蓉高速公路彭家湾某同类边坡为例,基于极限分析上限法原理建立针对性的简化力学计算模型。首先,根据位移协调条件以及塑性力学关联流动法则,构建出一个机构允许的应变速度场;其次,根据流体力学原理,在Hoek和Bray假设的基础上,建立适合顺层缓倾复合介质边坡的水压分布模型。通过边坡内水压分布特性分析,得出水力作用（潜滑面扬压力、潜滑面动水压、后缘张裂隙静水压）均与后缘张裂隙内充水高度直接相关;在此基础上,分别建立临界充水高度与临界降雨强度表示的边坡滑移失稳判据。通过该力学模型,计算工程案例边坡滑坡时后缘张裂隙临界充水高度值与临界降雨强度值,确定边坡滑移失稳时滑移面具体位置,并进行边坡稳定性的敏感性因素探讨。研究结果表明：当后缘水位达到临界充水高度或降雨强度达到临界值时,边坡沿着稳定性系数最小的潜滑面发生滑移破坏;底层滑体厚度仅影响底层滑体的稳定性;岩层倾角小于15°时,各潜滑面稳定性受倾角影响较大;水力作用下边坡稳定性下降主要由潜滑面扬压力与张裂隙静水压引起,动水压几乎没有影响。     

堆积层滑坡稳定性分析

通过对3个代表性堆积层滑坡的特征分析,根据滑坡特点及气候特征,采用传递系数法分析了暴雨作用前后边坡的稳定性。计算结果表明,降雨入渗后边坡的稳定系数降低较多,并提出了截流、排水及抗滑桩等加固措施。     

大型碎石堆积层滑坡治理及监测分析

依托保宜高速车峰坪大型碎石堆积层滑坡治理工程，根据现场情况及勘察结果分析斜坡的稳定性，研究开挖后边坡的失稳破坏机理。采用实际位移监测，同时对比Slide数值模拟计算加固后边坡的安全系数，了解斜坡的稳定状态，为后续斜坡治理提供依据。结果显示:施工开挖是斜坡失稳的主要因素，集中降雨是斜坡失稳的诱导性因素，二者叠加作用使得斜坡失稳，采用抗滑桩加固措施有效地增加了边坡的稳定性。