強降雨作用下滑坡穩(wěn)定性分析

摘要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，自然資源的可再生效率難以維持，植被破壞嚴重，造成了大量水土流失現(xiàn)象，不利于人與自然的可持續(xù)發(fā)展策略?；率且环N嚴重的巖、土質(zhì)失穩(wěn)現(xiàn)象，降雨引起的坡體滑動稱為滑坡。滑坡的發(fā)生與地質(zhì)條件、巖土結(jié)構(gòu)等內(nèi)部因素密切相關，但另一方面又受到不同外力的作用，特別是大量降水，無疑是導致滑坡的最重要外在因素之一。

關鍵詞：坡體;滑坡;穩(wěn)定性;降雨

1? 滑坡基本特征

滑坡的基本特征一般包括兩個方面，一方面是地質(zhì)條件和地貌條件，地質(zhì)環(huán)境條件問題通常與以下幾個方面有關：

1.1? 土質(zhì)結(jié)構(gòu)。一般來說，不同類型的巖土形成的滑體具有松散的下伏巖土結(jié)構(gòu)，銳度低，耐候性差，其性質(zhì)受水的影響可能發(fā)生變化，如松散超載，一些特殊地質(zhì)如紅粘土、泥巖、煤體層、凝灰?guī)r、板巖、板巖、千里巖和軟硬巖層等易受滑坡應力影響。

1.2? 地質(zhì)建筑條件：巖石而構(gòu)成斜坡的土壤只有被不同層次的結(jié)構(gòu)物切割分離后才能向下滑動，同時，結(jié)構(gòu)物層次為降水和其他地下水進入斜坡提供了通道，因此斜坡是有節(jié)理裂隙的，特別是平行和垂直坡體結(jié)構(gòu)面陡坡和順坡結(jié)構(gòu)面緩坡發(fā)生漸變時，裂縫和滑坡最易發(fā)生滑坡。

1.3? 地形土質(zhì)條件：滑坡只有在一定的土質(zhì)和坡度下才能發(fā)生，一般來說，河流、水庫和溝渠的坡體、開闊地帶的坡體、鐵路、高速公路坡體都是受到地貌影響的，一般有十度到四十五度的傾斜。

1.4? 水文地質(zhì)條件：地下水活動會毀壞坡體的結(jié)構(gòu)，對滑坡的形成有著重要影響，會對巖土進行軟化，增加其重量，降低抗剪能力。特別是滑動面（帶）的軟化和強度降低最為突出。在現(xiàn)今地殼運動區(qū)和頻繁活動區(qū)人類工程活動中，有許多山體滑坡。而外在的干擾因素，會對坡體的結(jié)構(gòu)和土質(zhì)構(gòu)成進行改變，從而致使滑體不穩(wěn)定。外部因素一般包括降雨、降雪、地下水和人為活動。對人類來說設計不合理的工程，如坡體開挖、上部荷載、輻射、水庫蓄水、采礦等，都會引起滑坡，而海嘯、暴雨洪水、冰凍和露水等影響也會引起滑坡。

2? 滑坡穩(wěn)定性的影響分析

通過整理歸納，降雨誘發(fā)滑坡的作用方式有即穩(wěn)定性影響因素主要有以下幾種：

2.1? 降雨降低基質(zhì)吸力。降雨后大量水分滲入土壤坡地，降低了坡地的吸收能力，使之成為一種增塑狀態(tài)，導致更大的結(jié)構(gòu)破壞和抗剪能力降低的危害。若在坡體較濕、吸水特性一般的坡體部位出現(xiàn)大量雨水滲透，則會降低土質(zhì)的抗剪能力，減少潛在滑體的粘合力和摩擦力，改變了坡體的結(jié)構(gòu)。在降水過程中，地下水浸泡巖石的風化面或不同的粘土層中，坡體土質(zhì)、巖質(zhì)被水分軟化，形成滑動面。同時，形成了削弱潛在滑動體自重穩(wěn)定和增大潛在滑動體側(cè)向力的水壓力的驅(qū)動力，從而加速巖石風化，最終導致坡體失穩(wěn)。降雨誘發(fā)滑坡是一個動態(tài)過程。在雨水不斷深入的情況下，巖土含水量上升軟化、尖銳度降低，雨水滲入巖面（隔水面）成為潤滑劑，接觸面的滑動性變?nèi)酰瑢е禄隆?/p>

2.2? 水與土壤的相互作用。通過降水滲入巖石和土壤形成孔隙和裂縫：一種是結(jié)合水，另一種是非結(jié)合水，也就是自由水，特別是重力水和毛細水。由于巖土體自身的吸水性，水分子與粒子表面相結(jié)合，形成粒子表面的水膜。重力水是滲透水的一部分，可以根據(jù)其本身的重力移動。

由于巖石的組成和結(jié)構(gòu)各不相同，巖石具有不同程度的強度和抗剪能力，單個軸的壓力強度和彈性特性因顆粒大?。磸纳硯r到巖石）而異。這表明沙巖和石灰?guī)r的強度和剛性較高，而巖石的沉積相對較弱，巖石的強度和密度較低，而水溶液可能對巖石的變形和強度產(chǎn)生強烈影響，原因是水分的加入增加了巖石的分子活性，使巖石裂縫中流體或氣體產(chǎn)生孔隙水壓。影響部分包括壓力和結(jié)構(gòu)運動抑制產(chǎn)生的載荷，降低巖石的彈性拉伸極限，它還會降低巖石的抗剪能力，從而導致剪切落差。

3? 滑坡失穩(wěn)機制分析

斜坡的結(jié)構(gòu)特征是坡體穩(wěn)定的內(nèi)在原因，暴雨和持續(xù)降水是誘發(fā)滑坡的主要因素，坡體具有獨特的結(jié)構(gòu)特征。在連續(xù)降雨和坡頂及坡腳擴路施工的影響下，坡體出現(xiàn)了許多裂縫。雨水通過連續(xù)降雨進入坡體，使巖土體軟化變形，大量雨水沿地表裂隙滲入巖石，在巖石表面形成排水帶。泥巖在水中長期浸泡，軟化，銳度（抗剪能力）降低，受上述影響，在一定的坡度和自身重量下，巖體失穩(wěn)沿坡體表面滑動。

4? 滑坡體穩(wěn)定性研究

計算的目的是為評價滑坡的穩(wěn)定性以及滑坡預防、治理的準備工作奠定基礎，計算中考慮了降雨和地震條件，此次計算以石槽地區(qū)為案例，分析計算中考慮的主要荷載為：滑坡重量（包括天然地下水位）、地面荷載、10年一遇暴雨和地震力，分為以下幾種情況：

5? 計算參數(shù)選取

通過相關理論計算經(jīng)驗并參考實例進行實驗分析，確定石槽區(qū)域坡體穩(wěn)定性的相關參數(shù)選?。?/p>

6? 計算方法

據(jù)滑面形態(tài)，本次滑坡穩(wěn)定性計算采用平面滑動法和傳遞系數(shù)法計算滑坡的穩(wěn)定性。

6.1? 平面滑動法

6.1.1? 穩(wěn)定性系數(shù)計算公式

7? 計算結(jié)果分析

根據(jù)上述參數(shù)及公式進行計算分析，在三種不同工況下的滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果如下：

由表可知，坡體T0和T1在正常情況下處于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)，基本不會發(fā)生滑坡，坡體T0在暴雨作用下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，而在暴雨+地震的工況下結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定。坡體T1在降雨作用下也處于安全狀態(tài)，結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。

8? 結(jié)語

降水引發(fā)坡體滑坡災害的評估和防治工作需要更加廣泛和深入，要更全面地認識降雨滑坡的危害性，加強多學科、多部門的合作交流，做好降雨滑坡的形成和發(fā)展有效地預防和控制，減少災害損失。此外，降雨對滑坡的誘發(fā)作用主要體現(xiàn)在地表水的增加、巖土的滲透、邊坡自重增加、孔隙水壓力的增加，從而導致坡體的平衡破壞而產(chǎn)生滑動，具體影響作用有待進一步分析。

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作者簡介：賴聲洪（1986.3-），男，漢，江西贛州人，本科，工程師，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設計