降雨入滲條件下堆積型滑坡滲流侵蝕過程與穩(wěn)定性數(shù)值模擬

摘" 要：降雨是貴州省堆積型滑坡失穩(wěn)破壞的主要誘因。論文選取思南縣下街滑坡為研究對(duì)象，通過地質(zhì)環(huán)境調(diào)查詳細(xì)分析該滑坡的形態(tài)特征、地層巖性、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和變形特征，根據(jù)工程水文地質(zhì)條件，建立數(shù)值計(jì)算模型，利用飽和-非飽和滲流有限元數(shù)值模擬方法模擬降雨條件下的斜坡滲流過程和顆粒遷移規(guī)律，分析降雨過程中的斜坡穩(wěn)定性演化過程。研究結(jié)果表明：1）斜坡內(nèi)土體含水率的演化歷經(jīng)浸潤(rùn)與地下水位抬升兩個(gè)階段；2）斜坡內(nèi)土體孔隙水壓力的演化隨含水率具有一致性，且正孔隙水壓力出現(xiàn)耗時(shí)與土體埋深成正比；3）斜坡土體細(xì)顆粒的遷移匯聚改變了土體組構(gòu)，從而降低斜坡的穩(wěn)定性；4）人類工程活動(dòng)與地層巖性是斜坡發(fā)生失穩(wěn)的先決條件，降雨為主要誘發(fā)因素。本文揭示了降雨條件下堆積型滑坡滲流、細(xì)顆粒遷移和變形破壞的水力耦合過程，可輔助堆積型滑坡失穩(wěn)的監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：降雨斜坡；土體細(xì)顆粒遷移；穩(wěn)定性演化；GeoStudio

中圖分類號(hào)：P642.22

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)" 1000-5269（2025）01-0026-08

DOI：10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2025.01.05

收稿日期：2024-05-24

基金項(xiàng)目：貴州省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目（黔科合支撐 一般119）

作者簡(jiǎn)介：楊" 義（1994—），男，實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：滑坡地質(zhì)災(zāi)害，E-mail：yiyang@gzu.edu.cn.

*通訊作者：江興元，E-mail：xyjiang3@gzu.edu.cn.

降雨是引發(fā)滑坡的主要自然因素之一。斜坡失穩(wěn)是由于土體內(nèi)部孔隙水壓力的增加降低了土體的有效應(yīng)力，從而導(dǎo)致土體的抗剪強(qiáng)度減小，最終引發(fā)斜坡的失穩(wěn)破壞［1］。降雨入滲下土體內(nèi)部孔隙水壓力時(shí)空變化和細(xì)顆粒遷移過程通常導(dǎo)致土體的破壞展現(xiàn)出隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性［2］。SITAR等［3］認(rèn)為孔隙水壓力增大來源于持續(xù)性降雨入滲。IVERSON［4-6］等認(rèn)為孔隙水壓力激增是土體失穩(wěn)后質(zhì)量瞬間轉(zhuǎn)移到孔隙水壓力上導(dǎo)致的。同時(shí)，MAJOR［7-8］等認(rèn)為土體初始孔隙度和土體變形等因素會(huì)影響孔隙水壓力的升降。矯濱田等［9］通過物理模型試驗(yàn)分析了降雨前后斜坡中細(xì)顆粒運(yùn)移規(guī)律，發(fā)現(xiàn)降雨條件下細(xì)顆粒逐漸匯集到土體下部與坡角處致使相應(yīng)位置孔隙水壓力增大形成滑動(dòng)面。周小軍等［10］通過水槽試驗(yàn)，研究了斜坡坡度、降雨時(shí)間以及降雨強(qiáng)度對(duì)土體中細(xì)顆粒運(yùn)移的影響，結(jié)果表明，降雨強(qiáng)度和降雨時(shí)間是影響土體顆粒運(yùn)移的主要因素。楊世豪［11-12］等使用GeoStudio軟件開展了邊坡滲流特性及穩(wěn)定性分析。陳紅丹等［13］借助GeoStudio軟件不同模塊，探究了降雨和蒸發(fā)作用下的尾礦庫地下水的滲流特性及重金屬污染物的遷移規(guī)律。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于飽和土體的滲流和力學(xué)機(jī)制研究相對(duì)成熟，而對(duì)于非飽和堆積型滑坡滲流、細(xì)顆粒遷移和變形破壞的水力耦合過程研究相對(duì)較少。

本文選取貴州思南下街滑坡作為研究對(duì)象，通過地質(zhì)環(huán)境分析，運(yùn)用GeoStudio軟件中SEEP/W模塊探究了降雨條件下斜坡的滲流規(guī)律，以及CTRAN/W模塊分析了土體內(nèi)細(xì)顆粒的運(yùn)移規(guī)律，并進(jìn)一步使用SLOPE/W模塊開展降雨前后斜坡的穩(wěn)定性演化分析。

1" 滑坡概況

2015年7月16日18時(shí)左右，思南縣涼水井鎮(zhèn)涼山村發(fā)生嚴(yán)重山體滑坡，造成坡體上居民房屋14處倒塌、8處開裂［14］?；路譃榛瑒?dòng)區(qū)和變形影響區(qū)（圖1）?；瑒?dòng)區(qū)分為上級(jí)滑體與下級(jí)滑體，上級(jí)滑體后緣處于斜坡后部灌溉水渠垮塌基巖出露處，上級(jí)滑體前緣剪出口處于下級(jí)滑體滑動(dòng)形成的巨厚層中風(fēng)化泥巖后壁，下級(jí)滑體前緣位于溝底，下級(jí)滑體前緣整體擠出明顯。變形影響區(qū)受滑動(dòng)區(qū)的牽引影響，發(fā)生不同程度的變形，造成房屋墻體、地面開裂及公路變形?；瑒?dòng)區(qū)和變形影響區(qū)均屬大型中層堆積型滑坡。

滑坡區(qū)的地層主要由第四系（Q4）松散堆積物、志留系中上統(tǒng)韓家店群泥巖（S2-3hn）及寒武系饅頭組鮞狀灰?guī)r（1）組成［14］。第四系（Q4）松散堆積物可分為斜坡堆積物（Qdel4）和崩坡積堆積物（Qcol+dl4）。斜坡堆積物（Qdel4）主要物質(zhì)成分是碎石土，泥巖和灰?guī)r是其母巖，粉質(zhì)黏土包裹或充填其中，這些是斜坡形成的主要物質(zhì)；崩坡積堆積物（Qcol+dl4）主要物質(zhì)成分為崩積灰?guī)r塊石土，粉質(zhì)黏土或泥巖碎屑充填。泥巖（S2-3hn）呈現(xiàn)黑灰色或棕紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層至厚層狀構(gòu)造，主要以黏土礦物為主，新鮮巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較軟，易受水軟化影響，暴露在外后，強(qiáng)度迅速下降，風(fēng)化后呈現(xiàn)黃灰色，巖體非常破碎且強(qiáng)度不高?；?guī)r（1）巖體呈青灰色，鮞狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙不發(fā)育，整體完整，部分地區(qū)溶蝕現(xiàn)象明顯，巖質(zhì)硬度較高。巖芯與滑帶土特征如圖2所示。

2" 數(shù)值模擬

2.1" 模型建立與參數(shù)選取

根據(jù)下街滑坡地質(zhì)原型和工程地質(zhì)條件，在GeoStudio軟件中構(gòu)建了一個(gè)包含12 851個(gè)單元和13 022個(gè)節(jié)點(diǎn)的二維計(jì)算模型（圖3），計(jì)算模型從上往下分4層：灰?guī)r、碎石土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖和中風(fēng)化泥巖，同時(shí)設(shè)立了9條數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)剖面來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（圖4）。

通過室內(nèi)試驗(yàn)得出滑體物理力學(xué)參數(shù)見表1。圖5中的滑體顆粒級(jí)配曲線數(shù)據(jù)計(jì)算得到土體的不均勻系數(shù)Cu=15.3，土體曲率系數(shù)Cc=2.09，屬級(jí)配良好粗粒土；根據(jù)下街滑坡的相關(guān)資料，通過SEEP/W模塊的工程類比法估計(jì)獲取土層的土-水特征曲線，采用V-G模型擬合和測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法確定滲透系數(shù)特征曲線（圖6）。

2.2" 邊界條件及計(jì)算工況

在SEEP/W模塊中對(duì)斜坡滲流規(guī)律進(jìn)行分析時(shí)，地下水位的起始條件為斜坡上的實(shí)際水位線。由于降雨強(qiáng)度小于邊界入滲率，符合第二類邊界條件，因此，斜坡表面設(shè)置不同等級(jí)的定量入滲邊界，入滲的等級(jí)與降雨的等級(jí)相匹配。在進(jìn)行SLOPE/W模塊斜坡穩(wěn)定性演化分析時(shí)，巖土界面被確定為潛在滑移面，并且分別對(duì)上、下級(jí)滑體進(jìn)行分析，根據(jù)滑坡的實(shí)際變形破壞特征來確定滑移面的剪出口位置。在CTRAN/W模塊對(duì)土體細(xì)顆粒遷移規(guī)律的分析過程中，基于對(duì)流-彌散方程計(jì)算方法在斜坡坡面上添加了2 g/m3的示蹤粒子來進(jìn)行研究［15］。降雨工況采用下街滑坡變形破壞前6天的實(shí)際降雨量（圖7）。

3" 結(jié)果分析

3.1" 斜坡含水率演化分析

數(shù)值模擬結(jié)果顯示降雨條件下上級(jí)滑體與下級(jí)滑體各參數(shù)演化特征呈現(xiàn)一致性，因此，選取上級(jí)滑體做典型分析。圖8顯示了斜坡土層飽和度的演化特征。在上級(jí)滑體的前緣、中部和后緣各設(shè)置一條數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)剖面，分別是剖面1-1’、2-2’及3-3’（具體如圖4所示），相應(yīng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)剖面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)自初始地下水位至斜坡坡表垂向均勻分布。由于前期降雨量的累計(jì)效應(yīng)，初始地下水位位于斜坡土層與滑面之間，同時(shí)，因?yàn)槊?xì)管水的上升作用，在降雨之前，斜坡地下水位之上土層的飽和度隨著高程的增加而逐漸減小。

滑坡后緣修筑有灌溉水渠、且因公路的修建形成了開挖邊坡。此外，滑坡后緣灌溉水渠有滲漏現(xiàn)象，滲漏的水體向下徑流與滲流，致使上級(jí)滑體后緣積水現(xiàn)象顯著，因此，土體的含水量高。隨降雨歷時(shí)累積，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)剖面1-1’處，土體體積含水率變化平緩，基本處于飽和狀態(tài)，即后緣土體抗剪強(qiáng)度較低。

在監(jiān)測(cè)剖面2-2’處，t=2.5 d之前，因降雨量小，雨水浸潤(rùn)鋒遷移速度慢，僅斜坡表層土體含水率略有增長(zhǎng)；t=2.5～3.5 d，隨降雨強(qiáng)度增加，降雨浸潤(rùn)線向坡內(nèi)遷移速率加快，斜坡深部土體含水率增長(zhǎng)；整體呈現(xiàn)出降雨浸潤(rùn)線遷移速率、土體含水率增率與降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)成正相關(guān)關(guān)系。t=3.5 d之后，斜坡地下水位開始抬升，土體體積含水率逐漸增至飽和狀態(tài)。斜坡土體含水率演化可概括為兩個(gè)階段：第一階段為降雨浸潤(rùn)階段，土體含水率增加至浸潤(rùn)臨界值；第二階段為地下水位抬升階段，土體含水率逐漸增至飽和值。試驗(yàn)結(jié)果與WANG等［16］的結(jié)論一致，且含水率演化特征決定斜坡穩(wěn)定性演化特征［17］。

在監(jiān)測(cè)剖面3-3’處，t=0～2.0 d，降雨浸潤(rùn)線逐漸向斜坡內(nèi)部遷移，致使斜坡土體含水率增加，土體含水率增率隨斜坡土體埋深的增加而減?。籺=2.5 d時(shí)，地下水位抬升至106.75 m高程，t=3.0 d時(shí)，地下水位抬升至坡表，斜坡土體達(dá)到飽和狀態(tài)；斜坡土體的飽和度演化包含了降雨引起的浸潤(rùn)階段和地下水位上升階段。上級(jí)滑體前緣土體埋深較淺，降雨浸潤(rùn)線優(yōu)先于坡中1.5 d到達(dá)地下水位面，此外，地下水位優(yōu)先于坡中2.5 d抬升至坡表，因此，前緣土體組構(gòu)優(yōu)先于坡中改變。

3.2" 斜坡孔隙水壓力演化分析

圖9顯示了斜坡內(nèi)孔隙水壓力的演化特征。降雨之前，監(jiān)測(cè)剖面1-1’、2-2’與3-3’處的均值起始孔隙水壓力值分別是-120.3、-631.9與-144.1 kPa。t=1.3 d時(shí)，監(jiān)測(cè)剖面1-1’處，即上級(jí)滑體后緣孔隙水壓力首先變?yōu)檎?，t=6.0 d時(shí)達(dá)到129.4 kPa；其次，t=2.8 d時(shí)，監(jiān)測(cè)剖面3-3’處，即上級(jí)滑體前緣出現(xiàn)正孔壓值，t=6.0 d時(shí)達(dá)到152.1 kPa；最后，t=4.8 d時(shí)，監(jiān)測(cè)剖面2-2’處，即上級(jí)滑體中部出現(xiàn)正孔壓值，t=6.0 d時(shí)達(dá)到413.1 kPa。

整體呈現(xiàn)出土體含水率的演化控制了孔隙水壓力的演化特征。降雨之前，斜坡內(nèi)土層部分位于地下水位之上，部分位于地下水位之下。位于地下水位之上的土層孔隙水壓力為負(fù)值，因此，土層的基質(zhì)吸力、有效應(yīng)力量值大，對(duì)于維持斜坡穩(wěn)定有益；降雨之后，隨著雨水的入滲，浸潤(rùn)鋒持續(xù)向坡內(nèi)運(yùn)移，當(dāng)?shù)竭_(dá)地下水位面后，將逐步抬升地下水位，并逐步演化至坡表，致使斜坡土層的飽和度增加，土體孔隙水壓力跟隨增大，土體的基質(zhì)吸力與有效應(yīng)力減小，土體的抗剪強(qiáng)度衰減，致使斜坡穩(wěn)定性降低。上級(jí)滑體的前緣、后緣部位土層厚度相對(duì)于斜坡中部要淺，雨水浸潤(rùn)鋒最先到達(dá)地下水位面后并抬升地下水位，因而對(duì)應(yīng)部位孔隙水壓力最先達(dá)到正值，斜坡因受到前緣牽引、后緣推移的作用而發(fā)生變形破壞。

3.3" 斜坡土體細(xì)顆粒遷移演化分析

圖10顯示了降雨工況下斜坡內(nèi)土體細(xì)小顆粒的遷移匯聚演化特征。隨著降雨歷時(shí)、降雨量的累積，土體細(xì)小顆粒在雨水滲透的攜帶作用下沿著土層內(nèi)部的孔隙通道向坡體內(nèi)部遷移或集聚，長(zhǎng)期以往致使坡體內(nèi)部的細(xì)顆粒分布規(guī)律發(fā)生改變。剖面1-1’、2-2’、3-3’的垂向數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)深度分別是5、13、8 m，降雨累計(jì)歷時(shí)6 d后，滑面（基巖面）附近細(xì)小顆粒集聚現(xiàn)象明顯，其集聚量分別達(dá)到了1.33、0.004、0.36 g/m3，各數(shù)值占到了示蹤粒子總量的66.5%、0.20%、18.0%，表明在相同降雨條件下，雨水滲透路徑越短，細(xì)小顆粒在不透水界面的集聚量相對(duì)更大。此外，土層內(nèi)細(xì)小顆粒的濃度變化曲線隨著土層厚度的增加呈現(xiàn)陡-緩演化特征，表明隨著土層厚度的增大，遷移路徑的隨機(jī)變化、復(fù)雜性與不確定性對(duì)細(xì)小顆粒的遷移速率有制約作用。

圖11顯示了降雨工況下斜坡內(nèi)土體細(xì)顆粒的遷移分布云圖。第1 d時(shí)，斜坡的后緣、前緣部位由于土層埋深淺，細(xì)顆粒集聚量相對(duì)于斜坡其他部位集中程度更高。當(dāng)降雨歷時(shí)累計(jì)至第6 d時(shí)，土層內(nèi)細(xì)小顆粒高度集聚區(qū)出現(xiàn)在斜坡前緣的坡腳處，而斜坡內(nèi)土體細(xì)顆粒高度集聚面呈現(xiàn)圓弧形態(tài)。周小軍等［10］研究表明，斜坡土體黏聚力、內(nèi)摩擦角隨土體細(xì)顆粒的增加而減小，從而使斜坡的穩(wěn)定性衰減。因此，本文發(fā)現(xiàn)的細(xì)小顆粒遷移集聚演化規(guī)律能夠進(jìn)一步優(yōu)化斜坡穩(wěn)定性分析，即斜坡土體細(xì)顆粒集聚部位，土體強(qiáng)度相對(duì)較低，與工程實(shí)際中降雨誘發(fā)滑坡的變形破壞特征相符。

3.4" 斜坡穩(wěn)定性演化分析

圖12為斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)間序列演化過程?；赟LOPE/W中Morgenstern-Price計(jì)算方法獲取降雨工況下斜坡的時(shí)間序列穩(wěn)定性系數(shù)演化規(guī)律。降雨歷時(shí)演化至第3 d時(shí)，隨著累計(jì)降雨量與降雨強(qiáng)度的增大，斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)出現(xiàn)急劇衰減現(xiàn)象；由于下級(jí)滑體坡表至滑面的平均土層厚度分布較淺，在前期降雨作用下，雨水浸潤(rùn)階段與地下水位抬升階段所需演化歷時(shí)相對(duì)較短，因此，下級(jí)滑體的初始地下水位接近坡表，在后期的持續(xù)降雨工況下，初始地下水位快速發(fā)展至坡表，使得土層含水量接近飽和狀態(tài)，土層的組構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)降低至1以下，斜坡發(fā)生失穩(wěn)。上級(jí)滑體坡表至滑面的平均土層厚度分布較厚，雨水浸潤(rùn)階段與地下水位抬升階段所需演化歷時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，因此，土層組構(gòu)的變化相對(duì)于下級(jí)滑體要晚，當(dāng)降雨歷時(shí)演化至第6 d時(shí)，上級(jí)滑體的穩(wěn)定性系數(shù)才降低至1以下。綜上所述，斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)演化規(guī)律受累計(jì)降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)長(zhǎng)、地下水位及斜坡結(jié)構(gòu)特征等主要因素的共同影響。

4" 降雨影響斜坡穩(wěn)定性機(jī)制分析

1）地層巖性

滑體為松散堆積碎石土，級(jí)配良好，土體松散且滲透性較好，降雨條件下碎石土的抗剪強(qiáng)度隨含水率的增大而減小，從而導(dǎo)致坡體抗滑力衰減；此外，滑床為泥巖，泥巖滲透系數(shù)較小，因此，泥巖作為不透水界面，降雨條件下，雨水入滲到不透水界面后，地下水位逐步上升，一方面導(dǎo)致巖土界面土體強(qiáng)度軟化，坡體抗滑力進(jìn)一步衰減，另一方面增大坡體重量，從而導(dǎo)致坡體下滑力增大，當(dāng)坡體下滑力大于抗滑力時(shí)，坡體發(fā)生滑移。

2）人類工程活動(dòng)

滑坡后緣修筑有灌溉水渠、且因公路的修建形成了開挖邊坡。此外，滑坡后緣灌溉水渠有滲漏現(xiàn)象，滲漏的水體地表徑流部分對(duì)公路開挖形成的邊坡進(jìn)行沖蝕破壞；滲漏的水體地下滲流部分，軟化了巖土界面強(qiáng)度，對(duì)坡體內(nèi)部形成了侵蝕破壞。

3）大氣降雨

降雨條件下，雨水入滲浸潤(rùn)鋒逐漸向坡內(nèi)遷移，當(dāng)降雨強(qiáng)度小于土體滲透系數(shù)時(shí)，浸潤(rùn)鋒經(jīng)過的土體含水量小于飽和含水量，當(dāng)降雨強(qiáng)度大于土體滲透系數(shù)時(shí)，浸潤(rùn)鋒經(jīng)過的土體含水量接近飽和含水量，均能使土體的組分發(fā)生改變。此外，強(qiáng)降雨條件下，雨水入滲會(huì)攜帶土體中的細(xì)顆粒遷移，使得土體原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

5" 結(jié)論

通過下街滑坡地質(zhì)調(diào)查及降雨數(shù)值模擬試驗(yàn)得出如下結(jié)論：

1）降雨工況下，斜坡土體飽和度與降雨的強(qiáng)度和歷時(shí)成正比，土體飽和度的演變規(guī)律同步?jīng)Q定了孔隙水壓力的演化特征。

2）隨著降雨量的增加，雨水逐漸滲入土層，導(dǎo)致地下水位上升，致使斜坡土層組構(gòu)發(fā)生改變（土層重量、飽和度及孔隙水壓力增大，基質(zhì)吸力、有效應(yīng)力及抗剪強(qiáng)度衰減），進(jìn)而使得斜坡的穩(wěn)定性降低。

3）雨水滲入土層后，會(huì)帶著土中的細(xì)顆粒沿著內(nèi)部孔隙遷移形成滲流侵蝕，其遷移速率和量會(huì)隨著土層的深度增加而減少。此外，在雨水的沖刷下，土層表面會(huì)受到徑流侵蝕，同時(shí)帶走土體細(xì)顆粒。因此，在斜坡前緣坡腳處會(huì)出現(xiàn)大量細(xì)顆粒物聚集，而在斜坡內(nèi)部則會(huì)形成大片圓弧形細(xì)顆粒物聚集區(qū)域。

4）滑坡失穩(wěn)涵蓋的關(guān)鍵因素有地層巖性、人類工程活動(dòng)和大氣降雨。在降雨的影響下，下級(jí)滑體土層厚度相對(duì)上級(jí)滑體要淺且匯水面更廣，浸潤(rùn)與地下水位上升演化時(shí)長(zhǎng)短，土層的組構(gòu)改變快，使得下級(jí)滑體的穩(wěn)定性率先衰減。

參考文獻(xiàn)：

BRENNER R P， TAM H K， BRAND E W. Field stress path simulation of rain-induced slope failure［C］//Proceedings of the Eleventh International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. San Francisco： publication of Balkema， 1985.

［2］ GUO X J， LI Y， CUI P， et al. Discontinuous slope failures and pore-water pressure variation［J］. Journal of Mountain Science， 2016， 13（1）： 116-125.

［3］ SITAR N， ANDERSON S A， JOHNSON K A. Conditions for initiation of rainfall-induced debris flows［C］//Stability amp; Performance of Slopes amp; Embankments II， Reston： publication of ASCE， 2010.

［4］ IVERSON R M， REID M E， IVERSON N R， et al. Acute sensitivity of landslide rates to initial soil porosity［J］. Science， 2000， 290： 513-516.

［5］ SASSA K. Prediction of earthquake induced landslides［C］//Special Lecture of 7th International Symposium on Landslides. San Francisco： publication of Balkema， 1996.

［6］ ECKERSLEY D. Instrumented laboratory flowslides［J］. Geotechnique， 1990， 40（3）： 489-502.

［7］ MAJOR J J， IVERSON R M. Debris-flow deposition： effects of pore-fluid pressure and friction concentrated at flow margins［J］. Geological Society of America Bulletin， 1999， 111（10） ： 1424-1434.

［8］ IVERSON R M， LAHUSEN R G. Dynamic pore-pressure fluctuations in rapidly shearing granular materials［J］. Science， 1989， 246： 796-799.

［9］ 矯濱田， 魯曉兵， 王淑云， 等. 土體降雨斜坡中細(xì)顆粒運(yùn)移及效應(yīng)［J］. 地下空間與工程學(xué)報(bào)， 2005（增刊1）： 36-38.

［10］周小軍， 崔鵬， 賈世濤， 等. 基于正交設(shè)計(jì)的土體細(xì)顆粒遷移積聚水槽試驗(yàn)研究［J］. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版）， 2012， 44（增刊1）： 83-88.

［11］楊世豪， 蘇立君， 張崇磊， 等. 強(qiáng)降雨作用下昔格達(dá)邊坡滲流特性及穩(wěn)定性分析［J］. 土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)（中英文）， 2020， 42（4）： 19-27.

［12］李華， 史文兵， 張華湘. 降雨入滲對(duì)人工填土斜坡穩(wěn)定性影響研究［J］. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020， 37（3）： 30-35.

［13］陳紅丹， 郝喆， 滕達(dá)， 等. 降雨-蒸發(fā)與地下水耦合作用下的大型尾礦庫重金屬Cu2+遷移數(shù)值模擬分析［J］. 有色金屬工程， 2021， 11（4）： 133-142.

［14］牛涌， 雷杰， 楊興振. 貴州省S304迓鳳線K151+403—K151+663段滑坡形成機(jī)制及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］. 災(zāi)害學(xué)， 2019， 34（增刊1）： 184-188.

［15］楊義. 降雨條件下松散堆積體斜坡細(xì)顆粒遷移規(guī)律及其穩(wěn)定性演化研究［D］. 貴陽：貴州大學(xué)， 2021.

［16］WANG F W， DAI Z I， TAKAHASHI I， et al. Soil moisture response to water infiltration in a 1-d slope soil column model［J］. Engineering Geology， 2020， 267， 105482.1-105482.13.

［17］楊宗佶， 蔡煥， 雷小芹， 等. 非飽和地震滑坡堆積體降雨破壞水-力耦合行為試驗(yàn)［J］. 巖土力學(xué)， 2019， 40（5）： 1869-1880.

（責(zé)任編輯：于慧梅）

Study Numerical Simulation of Seepage Erosion Process and Stability of

Accumulated Landslide under Rainfall Infiltration——Taking Xiajie

Landslide in Guizhou Province as an Example

YANG Yi1，2， JIANG Xingyuan*1，2， LI Yangchun3， YANG Weiting1

（1.College of Resources and Environmental Engineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 2.Key Laboratory

of Karst Geological Resources and Environment， Ministry of Education， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 3.Geological Environmental Monitoring Institute of Guizhou Province， Guiyang 550001， China）

Abstract：

Rainfall is the main cause of instability and failure of accumulated landslides in Guizhou Province. The Xiajie landslide in Sinan County was selected as the research object， and the morphological characteristics， stratum lithologic， material structure and deformation characteristics of the landslide were analyzed in detail through geological environment investigation. According to the engineering hydrogeological conditions， a numerical calculation model was built， and the saturation-unsaturated seepage finite element numerical simulation method was used to simulate the seepage process and particle migration law on slopes under rainfall conditions. The evolution process of slope stability during rainfall wass analyzed. The result shows that：1）The evolution of soil moisture content in the slope has gone through two stages （i.e. infiltration and groundwater level uplift）.2）The evolution of pore water pressure of slope soil is consistent with the water content， and the occurrence time of positive pore water pressure is proportional to the buried depth of soil.3）The migration and convergence of fine particles in the slope soil changed the soil fabric， thus reducing the stability of the slope.4）Human engineering activities and stratum lithologic are the prerequisites for slope instability， and rainfall is the main inducing factor. This study reveals the hydraulic coupling process of seepage， fine particle migration and deformation damage in accumulation-type landslides under rainfall conditions. All these facilitate warning design of accumulated landslide instability.

Key words：

rainfall slope; soil fine particles migration; stability evolution; GeoStudio