降雨條件下棄渣場(chǎng)邊坡暫態(tài)飽和區(qū)分布及穩(wěn)定性

張晉梅 張震 李家春

摘要：為了研究棄渣場(chǎng)邊坡在降雨條件下的失穩(wěn)機(jī)理，以貴州省道真縣至甕安市高速公路路邊某棄渣場(chǎng)邊坡為研究對(duì)象，利用GEO-Studio中的SEEP/W模塊，在室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了棄渣場(chǎng)邊坡在降雨條件下暫態(tài)飽和區(qū)的分布規(guī)律，并利用SLOPE/W模塊研究了暫態(tài)飽和區(qū)分布與邊坡穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。結(jié)果表明：① 降雨對(duì)棄渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的影響在降雨停止之后依舊會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，這段時(shí)間安全系數(shù)會(huì)持續(xù)降低并最終達(dá)到最小值。② 坡面暫態(tài)飽和區(qū)從開(kāi)始形成到坡面坡頂全部飽和只需要很短的一段時(shí)間，這段時(shí)間也是邊坡安全系數(shù)下降速度最快的時(shí)間段;坡面暫態(tài)飽和區(qū)形成以后，降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響顯著降低。

關(guān) 鍵 詞：

棄渣場(chǎng)邊坡; 暫態(tài)飽和區(qū); 邊坡穩(wěn)定性; 非飽和土; 基質(zhì)吸力

中圖法分類號(hào)： U417.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.06.026

隧道開(kāi)挖等工程會(huì)產(chǎn)出大量的棄渣，其主要由松散土、碎石等組成。大孔隙、非飽和是棄渣的主要特點(diǎn)，其具有殘積層的滲透性質(zhì)，同時(shí)由于其壓實(shí)度不夠，導(dǎo)致其強(qiáng)度較低，容易發(fā)生滑坡泥石流等災(zāi)害。最為大眾所熟知的棄渣場(chǎng)滑坡災(zāi)害就是發(fā)生在2015年12月的深圳光明新區(qū)棄渣場(chǎng)滑坡災(zāi)害，滑坡共造成4人死亡，76人失聯(lián)。棄渣場(chǎng)滑坡的危害程度之大在學(xué)術(shù)界已經(jīng)形成共識(shí)，迄今為止已有不少學(xué)者對(duì)此開(kāi)展了研究。吳謙等[1]對(duì)某棄渣場(chǎng)進(jìn)行了研究，分析了邊坡穩(wěn)定系數(shù)對(duì)參數(shù)的敏感性，并借助Monte Carlo算法對(duì)其穩(wěn)定性可靠度進(jìn)行了研究。李葉鑫[2]采用主成分分析方法，分析了不同堆積時(shí)間下的棄渣場(chǎng)入滲特征。吳偉東等[3]建立基于（PPC）模型的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，結(jié)合貴昆線鐵路10座棄渣場(chǎng)研究發(fā)現(xiàn)棄渣場(chǎng)邊坡條件和地形與地基條件兩個(gè)維度對(duì)棄渣場(chǎng)的綜合風(fēng)險(xiǎn)影響最大。孫朝燚等[4]為了研究坡體走向?qū)吰路€(wěn)定性的影響，針對(duì)某核電廠棄渣場(chǎng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和區(qū)域劃分研究了棄渣場(chǎng)邊坡的走向夾角對(duì)其潛在破壞機(jī)制的影響。聶超等[5]結(jié)合前期勘察資料模擬研究了不同降雨條件下地下水位等值線分布狀態(tài)，并對(duì)不同降雨條件下高填方邊坡變形特征進(jìn)行研究分析，得出不同降雨條件下的滲流場(chǎng)分布情況以及相對(duì)應(yīng)的變形規(guī)律。高飛等[6]以某棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)為背景，通過(guò)創(chuàng)建三角網(wǎng)體積曲面探討了AutoCAD Civil 3D在棄渣場(chǎng)水土保持工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要優(yōu)點(diǎn)，以及該軟件在水土保持工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上對(duì)棄渣場(chǎng)邊坡降雨條件下暫態(tài)飽和區(qū)發(fā)生發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了分析研究，并將其發(fā)展規(guī)律與棄渣場(chǎng)邊坡安全系數(shù)的變化結(jié)合起來(lái)進(jìn)行了綜合分析。研究得到了該類型棄渣場(chǎng)邊坡暫態(tài)飽和區(qū)發(fā)展規(guī)律以及與邊坡穩(wěn)定性之間的聯(lián)系，可為棄渣場(chǎng)的選址、坡面排水設(shè)施的設(shè)計(jì)施工、邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)等工程提供參考。

1 數(shù)值分析理論

基于達(dá)西定律的二維有限元方程為[7]

ΚH+MH=Q（1）

式中：[K]為單元特征矩陣;{H}為節(jié)點(diǎn)水頭向量;[M]為單元質(zhì)量矩陣;{Q}為節(jié)點(diǎn)流量向量。

1980年Van Genuchten[8]基于大量試驗(yàn)提出了VG統(tǒng)計(jì)模型，如式（2）和式（3）所示。

θ=θr+θs-θr1+ψanm（2）

式中：θ為體積含水率;θs為飽和體積含水率;θr為殘余體積含水率;ψ為基質(zhì)吸力;a，m，n為擬合參數(shù)。

kr=1-ψan-11+ψan-m21+ψanm2（3）

式中：kr為相對(duì)滲透系數(shù);由于忽略了孔隙氣壓的影響即ua=0，所以-p=u即為基質(zhì)吸力;ψ為基質(zhì)吸力;a，m，n為擬合參數(shù)。

本文采用VG模型擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法得到滲流過(guò)程中基質(zhì)吸力和體積含水率以及滲透系數(shù)的關(guān)系。同時(shí)采用極限平衡法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，利用靜力力學(xué)平衡和土的Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則對(duì)土體穩(wěn)定性進(jìn)行分析判斷，即通過(guò)分析極限狀態(tài)下坡體的穩(wěn)定性得到坡體的安全系數(shù)[9]。采用經(jīng)典的Bishop法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

2 項(xiàng)目概況

本文研究點(diǎn)地貌類型為構(gòu)造侵蝕溶蝕低中山地貌，坡度多在30°～50°，坡體上部坡度60°～80°，懸崖峭壁遍布并伴有崩塌堆積體（見(jiàn)圖1）。坡面多堆積，坡腳一般有沖刷能力較強(qiáng)的溪流流過(guò)。巖性主要為二疊系灰?guī)r及志留系泥巖及泥灰?guī)r等，少量奧陶系的泥巖、頁(yè)巖及灰?guī)r。其中位于二疊系地層段的巖溶地貌發(fā)育，溶溝、溶槽較發(fā)育。主體山脈大致呈東西走向。整體地勢(shì)西高東低，最高海拔高程807.5 m，最低海拔高程767.0 m，相對(duì)高差40.5 m。

棄渣體地層出露主要為揚(yáng)子一級(jí)地層區(qū)，路線走廊帶出露的地層有第四系、二疊系、志留系、奧陶系、寒武系等。巖性以灰?guī)r、白云巖為主夾少量泥巖、頁(yè)巖。棄渣體所處屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫16.2 ℃，年平均降水量1 071.8 mm。

綜上所述，基巖為相對(duì)穩(wěn)定的灰?guī)r組成，且坡度較陡;同時(shí)，考慮到其降雨量充沛，應(yīng)重點(diǎn)考慮降雨對(duì)其穩(wěn)定性的影響，故而，在現(xiàn)場(chǎng)勘察的基礎(chǔ)上切取圖2所示棄渣體的剖面，建立二維數(shù)值分析模型。

3 計(jì)算參數(shù)與方案設(shè)計(jì)

為了對(duì)邊坡孔隙水壓力、暫態(tài)飽和區(qū)以及棄渣體穩(wěn)定性進(jìn)行分析，利用簡(jiǎn)單高效的地質(zhì)工程通用仿真軟件GEO-Studio中的SEEP/W模塊建立如圖2所示計(jì)算模型。SEEP/W模塊是一款分析多孔透水材料中的地下水滲流以及孔隙水壓力分布狀態(tài)等問(wèn)題的數(shù)值分析軟件，對(duì)飽和非飽和問(wèn)題中考慮歷時(shí)的研究尤其出色。為了分析不同時(shí)刻不同深度孔隙水壓力分布情況，取x=50 m處斷面孔壓進(jìn)行分析。

模型邊界條件：兩側(cè)按零流量邊界處理，底邊按不透水邊界處理，地下水水頭設(shè)置為零。而上邊界由于降雨入滲的復(fù)雜性，需要將入滲分為2種情況[10]：① 降雨強(qiáng)度小于邊坡入滲能力，此時(shí)降落到坡面的雨水全部滲入，按流量邊界考慮，而當(dāng)降雨強(qiáng)度大于邊坡入滲能力時(shí)，坡面形成積水，此時(shí)應(yīng)按壓力邊界處理。實(shí)際情況下單位流量大小隨歷時(shí)改變，為了控制降雨雨型等因素對(duì)暫態(tài)飽和區(qū)分布的影響，本文參考當(dāng)?shù)?月降雨數(shù)據(jù)，設(shè)置強(qiáng)度大小為0.052 m/h的均勻降雨邊界，此數(shù)值大于棄渣飽和滲透系數(shù)0.022 m/h。降雨歷時(shí)5 h，計(jì)算總時(shí)長(zhǎng)12 d。

棄渣體土水特征曲線采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合得到，具體方法是將壓力板儀產(chǎn)生的吸力數(shù)據(jù)導(dǎo)入SEEP/W模塊的材料定義界面中，并基于公式（2）、（3）提到的VG模型擬合得到。同理，滲透系數(shù)曲線采用VG模型在土水特征曲線的基礎(chǔ)上擬合生成如圖3所示曲線，橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)坐標(biāo);圖4橫縱坐標(biāo)都為對(duì)數(shù)坐標(biāo)。

在降雨過(guò)程中為了分析邊坡穩(wěn)定性與暫態(tài)飽和區(qū)之間的關(guān)系，需在暫態(tài)飽和區(qū)各個(gè)發(fā)展階段對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)確定材料力學(xué)參數(shù)如表1所列?？紤]到擋土墻的整體性較好，且正常工作，所以在分析過(guò)程中賦予其較大的強(qiáng)度。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 棄渣場(chǎng)滲流分析

將降雨邊界施加到模型表面后，計(jì)算得到x=50 m斷面處體積含水率隨時(shí)間的分布，如圖5所示。降雨發(fā)生后，邊坡表面體積含水率并不是線性增大，而是以增幅逐漸降低的方式增大。在3 h后坡面體積含水率維持在0.18不再變化，此時(shí)地表?xiàng)壴馏w達(dá)到飽和狀態(tài)。在5 h降雨停止后，到6 h坡面體積含水率依舊維持在0.18，表明隨著降雨的停止，坡面體積含水率并不會(huì)立馬開(kāi)始下降。在y=16 m位置可以看到，由于土體性質(zhì)的不同，在層面處體積含水率有一個(gè)較大的拐點(diǎn)。同時(shí)由于地下水的存在，使得在基巖部分y=18 m以下深度范圍，深度越大含水率越高，且是以幅度逐漸增大的趨勢(shì)增加。

當(dāng)土體體積含水量達(dá)到飽和狀態(tài)的0.9時(shí)，即可認(rèn)為此時(shí)棄渣體達(dá)到飽和狀態(tài)[11]。這對(duì)應(yīng)于本文當(dāng)棄渣體體積含水率達(dá)到0.16時(shí)，即可認(rèn)為棄渣達(dá)到飽和狀態(tài)。如圖5虛線所示，在降雨停止約7 h（即計(jì)算12 h）坡面仍處于飽和狀態(tài)。由此得出結(jié)論：坡面暫態(tài)飽和區(qū)并不會(huì)隨著降雨的停止立刻開(kāi)始消散。

圖6為x=50 m處孔隙水壓力隨深度的變化。在坡頂淺層部分變化規(guī)律與體積含水率相似，在降雨3 h后坡面即達(dá)到飽和狀態(tài)且孔壓不再增加。直到5 h，孔壓依舊維持不變，說(shuō)明坡面積水深度不再增加，在積水達(dá)到一定深度即在坡面形成徑流沿著坡面往坡底流動(dòng)。此徑流易對(duì)坡面產(chǎn)生沖刷，影響邊坡的穩(wěn)定，所以應(yīng)在坡頂設(shè)置截水溝等排水設(shè)施避免坡面被沖刷發(fā)生失穩(wěn)。

5 h降雨停止后，孔壓開(kāi)始逐漸下降，這是由于地表水的下滲所致。地表孔壓在降雨停止163 h后（7 d）依舊未恢復(fù)到降雨前水平，說(shuō)明降雨對(duì)邊坡的影響是一個(gè)較漫長(zhǎng)的過(guò)程。因此在對(duì)邊坡進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)的時(shí)候，工作重心不能僅僅放在降雨期間，還要適當(dāng)延長(zhǎng)。

同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)隨著降雨的進(jìn)行每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的拐點(diǎn)也是在不斷向右邊偏移。這是因?yàn)樯顚油馏w逐漸受到降雨的影響，基質(zhì)吸力開(kāi)始逐漸消散，孔壓開(kāi)始變大。通過(guò)該現(xiàn)象可以判斷出土體受降雨影響的深度，對(duì)應(yīng)該棄渣場(chǎng)，降雨影響的深度約為20 m。

在坡頂棄渣填筑較淺部分，雨水很快入滲到層面位置，由于滲透系數(shù)的差異，雨水沿著層面往坡腳滲流。如果降雨時(shí)間延長(zhǎng)到一定閾值，雨水會(huì)在層面位置匯集，降低層面位置土體強(qiáng)度并導(dǎo)致棄渣體沿著層面發(fā)生滑坡失穩(wěn)。所以在對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行選址時(shí)，在充分考慮基巖強(qiáng)度的同時(shí)，基巖透水性能指標(biāo)也是一個(gè)值得考慮的因素。在該棄渣場(chǎng)已經(jīng)填筑形成的情況下，應(yīng)在擋土墻層面位置設(shè)置排水孔，疏導(dǎo)層間水流。

圖7（a）中，降雨1 h，此時(shí)坡面未達(dá)到飽和狀態(tài)，雨水全部入滲。圖7（b），降雨2 h，坡面飽和度開(kāi)始逐漸增大，坡腳飽和度相對(duì)增大得更快，并在坡頂位置形成徑流（藍(lán)色虛線）。圖7（c），降雨3 h，坡面已經(jīng)全部達(dá)到飽和狀態(tài)。圖7（d），降雨5 h，相對(duì)3 h時(shí)坡面暫態(tài)飽和區(qū)狀態(tài)，除了雨水持續(xù)入滲，坡面暫態(tài)飽和區(qū)分布不再發(fā)生變化。圖7（e），降雨停止20.5 h（即計(jì)算25.5 h后）坡頂暫態(tài)飽和區(qū)消散，緊接著26 h坡面暫態(tài)飽和區(qū)消散。

綜合以上分析筆者認(rèn)為：

① 降雨發(fā)生期間，影響該棄渣場(chǎng)暫態(tài)飽和區(qū)分布的只是前3 h。在暫態(tài)飽和區(qū)穩(wěn)定形成以后，降雨對(duì)暫態(tài)飽和區(qū)分布的影響顯著降低，此時(shí)因?yàn)槠旅嬉呀?jīng)飽和并形成徑流。

② 降雨期間，飽和區(qū)從坡腳逐漸發(fā)展到坡頂，而降雨停止之后暫態(tài)飽和區(qū)的消散是從坡頂往坡腳逐漸消散。

4.2 棄渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析

棄渣場(chǎng)土體力學(xué)參數(shù)如表1所列，采用Bishop法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析。在本次計(jì)算中考慮了基質(zhì)吸力對(duì)邊坡抗剪強(qiáng)度τ的影響，如公式（5）所示[12]：

τ=c ′+σn-σatanφ′+ua-uwtanφb（5）

式中：τ為抗剪強(qiáng)度;c′有效凝聚力;φ′為有效內(nèi)摩擦角;ua-uw為基質(zhì)吸力，由于不考慮氣壓影響，所以-uw即為基質(zhì)吸力;φb為基質(zhì)吸力引起的內(nèi)摩擦角，本文中φb的大小由土水特征曲線控制。

在對(duì)棄渣場(chǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過(guò)程中，考慮到棄渣場(chǎng)基巖的穩(wěn)定性很好，所以在進(jìn)行棄渣場(chǎng)穩(wěn)定性分析的過(guò)程中將基巖設(shè)置為不可滑動(dòng)層。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將擋土墻強(qiáng)度模型也設(shè)置為摩爾庫(kù)倫模型?？紤]到隨著降雨類型以及降雨強(qiáng)度的不同，邊坡會(huì)表現(xiàn)出淺層局部以及深層整體兩種滑動(dòng)類型，對(duì)棄渣體邊坡采用指定滑動(dòng)面位置的方法分別從其局部以及整體兩個(gè)方面進(jìn)行分析研究。即指定局部以及整體兩個(gè)滑面的大致范圍，由軟件在此范圍內(nèi)分別自動(dòng)搜索得到兩個(gè)最危險(xiǎn)滑面，局部滑動(dòng)面以及整體滑動(dòng)面能夠代表降雨對(duì)淺層滑動(dòng)以及深層滑動(dòng)兩種滑動(dòng)形態(tài)的影響程度。圖8為滑動(dòng)面位置示意圖，為了研究暫態(tài)飽和區(qū)分布與邊坡穩(wěn)定性之間的聯(lián)系，將暫態(tài)飽和區(qū)的發(fā)展劃分為：坡腳開(kāi)始飽和階段、坡頂全飽和階段、坡頂消散階段、坡腳暫態(tài)飽和區(qū)消散4個(gè)階段。4個(gè)階段的時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)2.0，3.0，25.5，26.0 h。

降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的方式主要有3種：① 降雨導(dǎo)致土質(zhì)軟化，凝聚力c、內(nèi)摩擦角φ降低;② 隨著降雨入滲，雨水填充土體內(nèi)部孔隙，基質(zhì)吸力降低，導(dǎo)致邊坡抗剪強(qiáng)度降低;③ 雨水滲入坡體，導(dǎo)致其自重增大，增大了下滑力，導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低[13]。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，將暫態(tài)飽和區(qū)發(fā)展分布規(guī)律與邊坡安全系數(shù)的變化建立聯(lián)系進(jìn)行分析。

圖9的局部滑動(dòng)面中：在降雨初期（0～2 h），邊坡安全系數(shù)幾乎以勻速降低。而在2～5 h，安全系數(shù)降低的幅度是逐漸減小的。在25.5，26.0 h分別為坡頂與坡面暫態(tài)飽和區(qū)消散的臨界時(shí)間點(diǎn)，從局部安全系數(shù)變化曲線來(lái)看，25.5，26.0 h時(shí)并未表現(xiàn)出明顯的數(shù)據(jù)突變。在192 h，在雨水長(zhǎng)時(shí)間的入滲之后，棄渣體邊坡安全系數(shù)開(kāi)始恢復(fù)。

分析認(rèn)為：0～2 h時(shí)，由于坡面未飽和，所以此時(shí)的降雨全部滲入土體，未在坡面匯集形成徑流流失。且此時(shí)入滲雨水主要集中在坡頂位置，不會(huì)出現(xiàn)軟化滑動(dòng)帶土體的情況。所以前2 h降雨入滲對(duì)棄渣體安全系數(shù)的影響主要體現(xiàn)在加大了其自重使下滑力增大。2～5 h時(shí)坡面已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)形成暫態(tài)飽和區(qū)，此時(shí)雨水的入滲就變成了有壓入滲，且會(huì)在坡面形成徑流，雨水并非完全滲入土體，此時(shí)下滑力的增大趨勢(shì)變緩，安全系數(shù)的下降速率降低。192 h時(shí)由于雨水逐漸從坡體內(nèi)排出（或蒸發(fā)），安全系數(shù)開(kāi)始增大。此現(xiàn)象與前文棄渣體邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間的建議論相吻合。

圖10的整體滑動(dòng)面中，對(duì)比局部安全系數(shù)的變化可以發(fā)現(xiàn)，局部安全系數(shù)、整體安全系數(shù)與降雨歷時(shí)的變化規(guī)律與趨勢(shì)幾乎相同，不同點(diǎn)是降雨對(duì)局部安全系數(shù)的影響更大，整體安全系數(shù)的增大點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間更晚。

筆者分析認(rèn)為：由于整體穩(wěn)定性的下滑力涉及的土方更多，而降雨對(duì)其重度（下滑力）的增大相對(duì)于原下滑力較小。由于滲入棄渣體的雨水流出整體滑體需要的時(shí)間更長(zhǎng)，導(dǎo)致整體安全系數(shù)增大點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)更晚。兩者的變化趨勢(shì)相同，說(shuō)明雖然整體滑面和局部滑面涉及的深度不同，但是雨水對(duì)該棄渣體整體以及局部安全系數(shù)的影響方式是相同的。

綜上分析，局部滑動(dòng)面更容易受影響，所以在對(duì)該棄渣場(chǎng)進(jìn)行治理的過(guò)程中應(yīng)該更多地關(guān)注淺層滑動(dòng)。

結(jié)合前面暫態(tài)飽和區(qū)4個(gè)分布階段的分析，在坡面暫態(tài)飽和區(qū)形成過(guò)程中，邊坡安全系數(shù)下降速度最快。其中局部安全系數(shù)在坡腳開(kāi)始飽和階段（2 h）下降速度最快;整體安全系數(shù)在坡腳開(kāi)始飽和階段（2 h）和坡頂全飽和階段（3 h）的下降速度相同。

5 結(jié) 論

（1） 坡面暫態(tài)飽和區(qū)并不會(huì)隨著降雨的停止立刻開(kāi)始消散。當(dāng)兩層土質(zhì)滲透系數(shù)相差較大時(shí)，降雨會(huì)沿著層面流動(dòng)，所以在對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行選址時(shí)，應(yīng)考慮場(chǎng)地中不同巖層滲透系數(shù)的差異。在該棄渣場(chǎng)已經(jīng)填筑完成的情況下，應(yīng)在擋土墻層面位置設(shè)置排水孔，疏導(dǎo)層間水流。

（2） 降雨對(duì)邊坡的影響是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，降雨停止后的一段時(shí)間邊坡孔壓仍未恢復(fù)至正常水平。

（3） 降雨發(fā)生期間，影響該棄渣場(chǎng)暫態(tài)飽和區(qū)分布的只是前3 h;在暫態(tài)飽和區(qū)穩(wěn)定形成以后，降雨對(duì)暫態(tài)飽和區(qū)分布的影響顯著降低。

降雨期間，飽和區(qū)從坡腳逐漸發(fā)展到坡頂，而降雨停止之后暫態(tài)飽和區(qū)的消散是從坡頂向坡腳逐漸消散。

（4） 局部滑動(dòng)面更容易受降雨的影響，所以在對(duì)該棄渣場(chǎng)進(jìn)行治理的過(guò)程中應(yīng)該更多地關(guān)注淺層滑動(dòng)。整體安全系數(shù)恢復(fù)更慢，如果需判斷棄渣體降雨后的整體穩(wěn)定性則需延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)。

（5） 前3 h是暫態(tài)飽和區(qū)形成的過(guò)程，安全系數(shù)下降速度最快，而當(dāng)暫態(tài)飽和區(qū)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)以后，降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響逐漸降低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳謙，毛雪松，劉龍旗，等.某棄渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的可靠度分析[J].桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37（3）：475-480.

[2] 李葉鑫，史東梅，呂剛.不同恢復(fù)年限棄渣場(chǎng)入滲特征研究與評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2017，31（3）：91-95.

[3] 吳偉東，茍?zhí)魄桑S博浩，等.基于改進(jìn)PPC模型的鐵路棄渣場(chǎng)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2019，15（8）：181-186.

[4] 孫朝燚，陳從新，鄭允，等.基于空間效應(yīng)的棄渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性方法探討[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，54（1）：97-105.

[5] 聶超，韓文喜，宋柏冰.西南某機(jī)場(chǎng)高填方邊坡于不同降雨條件下的變形影響[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2018，18（3）：174-183.

[6] 高飛，何京拔，湛漢溪.AutoCAD Civil 3D軟件在棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江，2017，48（12）：12-14，41.

[7] 任青文，張林飛，沈雷，等.考慮非飽和滲流過(guò)程的巖體變形規(guī)律分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，37（增2）：4100-4107.

[8] 張海闊，姜翠玲，李亮，等.基于HYDRUS-1D模擬的變水頭入滲條件下VG模型參數(shù)敏感性分析[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，47（1）：32-40.

[9] 盧玉林，陳曉冉.地下水滲流作用下土坡穩(wěn)定性的簡(jiǎn)化Bishop法解[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2018，35（3）：524-529，687.

[10] 毛雪松，宋玉品，吳謙，等.滲流條件下棄渣場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性分析[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào).2018，44（2）：139-143.

[11] 曾鈴，史振寧，付宏淵，等.降雨入滲對(duì)邊坡暫態(tài)飽和區(qū)分布特征的影響[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2017，30（1）：25-34.

[12] 藺港，孔令剛，詹良通，等.基于太沙基土拱效應(yīng)考慮基質(zhì)吸力影響的松動(dòng)土壓力計(jì)算模型[J].巖土力學(xué)，2015，36（7）：2095-2104.

[13] 李寧，劉冠麟，陳有亮，等.降雨誘發(fā)淺層滑坡影響因素的解析分析[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，40（1）：65-75.

（編輯：鄭 毅）

Study on distribution and stability of transient saturated zone of slope in

abandoned slag yard under rainfall condition

ZHANG Jinmei1，ZHANG Zhen2，LI Jiachun2

（1.Economic and Technological ResearchInstitute，State Grid Yubei Power Co.，Ltd，Beijing 10000，China; 2.Highway College，Chang′an University，Xi′an 710064，China）

Abstract：

In order to clarify the instability mechanism of the slope of the slag yard under rainfall conditions，the abandoned slag yard of a highway from Daozhento Weng′an City in Guizhou Province was taken as a research object.Based on indoor test parameters，we used the SEEP/W module in GEO-Studio to study the distribution of transient saturation zone of abandoned slag yard slope under rainfall conditions and also applied the SLOPE/W module to obtain relationship between slope stability and the distribution of transient saturation zone.It is concluded that：①The effect of rainfall on the stability of the slag slope will last for a long time even after the rain stops.During this period，the safety factor will continue to decrease and finally reach the minimum value.②It takes only a short period for the slope transient saturation zone to develop to the whole slope，during which the slope safety factor declines fastest.After the formation of the transient saturation zone on the slope，the influence of rainfall on the stability of slope is significantly reduced.

Key words：

abandoned slag yard;transient saturation zone;slope stability;unsaturated soil;matrix suction