强降雨作用下边(滑)坡稳定性分析及预警技术研究.pdf

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1、第19卷第4期地质力学学报Vo1．19NO．42013年12月JOURNALOFGEOMECHANICSDec．2O13文章编号：1006-6616(2013)0443423—08强降雨作用下边(滑)坡稳定性分析及预警技术研究朱志铭，周凯睿，谭春洪，边菁生，魏源，邹祖银(四川农业大学城乡建设学院，I~lJII都江堰611830)⋯摘要：以四川汉源二蛮山滑坡为例，根据现场滑坡情况勘查及室内试验确定土体参数；选择内置VBA为开发工具，开发基于ArcGIS的边(滑)坡稳定性分析插件，并据此得出研究区域危险区划评价图。研究结果表明，特殊地形条件、震后地质构造、连续强降雨以及坡

2、体非饱和渗流等，使孔隙水压力增加和土基质吸力迅速减少，导致坡体滑移面处土的抗剪强度降低而发生滑坡；基于ArcGIS软件得出研究区域危险区划评价图，与滑坡的实际情况具有较高吻合度。研究成果为深入分析强降雨对边(滑)坡影响及边(滑)坡预警提供了新的途径。关键词：震后边坡；强降雨；滑坡；稳定性评价；滑坡预警中图分类号：P642．22文献标识码：A强降雨是导致边(滑)坡失稳的常见因素。全国290个县市地质灾害调查结果显示，暴雨诱发的滑坡占滑坡总数的90％。特别是在“5．12”汶川震后灾区，因地震引发崩塌、滑坡而产生的大量松散固体物质仍残留于山体上，在强降雨条件下极易诱发次生地

3、质灾害。本文以四川I汉源二蛮山滑坡为例，利用实验室三轴试验仪等仪器得出滑坡土体的相关参数并结合ArcGIS开发“降雨一滑坡”新控件，输入相关属性数据进行分析处理，得出直观的灾害预测图。研究成果可为震后连续降雨工况下边坡安全性评价与边(滑)坡预警技术的发展与工程运用提供可靠新依据。1二蛮山地质概况及力学参数实验1．1地质概况二蛮山为一单斜山体，西南侧槽状沟谷呈“V”型展开。山体主要由二叠系峨眉山玄武岩(Pe)和二叠系梁山组一阳新组(Pz+Y)灰岩构成。该区地震基本烈度Ⅶ度(0．15g)。1．2水文条件沟谷宽约700m，从源头至沟口堆积扇顶部长约1476m，汇水面积约1．

4、3km。该区以收稿日期：2013-06-02基金项目：四川农业大学“大学生创新性实验计划”项目(121062672)作者简介：朱志铭(1988一)，男，四川农业大学城乡建设学院土木工程专业本科生。E-mail：1960415816@qq．corn通讯作者：邹祖银(1974·)，男，副教授，在读博士，主要从事道路与铁道工程的科研和教学工作。E-mail：zouzyin@gmail．corn424地质力学学报2O13弛夜间阵雨和暴雨为主，孔隙潜水赋存于堆积层(Q‘)和崩坡积层(Q”)土壤，碎石土土层，地下水位受季节影响大，保水性较差，水量大。1．3力学参数实验本次研究采集

5、了二蛮山滑坡土样(含黏土碎石等)，最大粒径5mm，并研究了2d累积降雨情况下不同含水率滑带土的强度参数，岩层物理力学参数表见表1。含水率与土体的一、粘聚力c、摩擦角的关系分别见图1一图3。3玄武岩68．80．3O26．5057．30662．013．1030000E一弹性模量；一泊松比；G一剪切模量；K一体积模量；c一粘结力；妒一内摩擦角；O"t一抗拉强度；D一容重盯Pa图1不同含水率条件下一关系Fig．1Relationshipbetween"rfanddifferentmoisturecontenttest12108642O014016018O20O22024O26

6、O28O．30032图2含水率对粘聚力c的影响图3含水率对摩擦角的影响Fig．2MoisturecontentontheinfluenceFig．3EffectsofmoisturecontentofofthefrictionAnglecohesiveforce图1一图3表明：土的粘聚力(c)和摩擦角()随含水率的增加而迅速减小，从而降低了土的抗剪强度。第4期朱志铭等：强降雨作用下边(滑)坡稳定性分析及预警技术研究4252强度折减法计算结果分析2．1安全系数计算本文根据研究区不同岩土层情况将滑坡坡体划分为2个结构面(见图4)，分别为Pz+Pe305。／40。(图4中紫

7、色部分)和Pe／上覆土150。80。(图4中红色部分)，同时考虑和c双折减(配套折减)系数，即：tan1=tan~p／Al(1)c1=c／R1(2)其中：A——内摩擦角的折减系数；R——粘聚力c的折减系数。图4结构面Fig．4Structuralplane将折减后的c。和代人如下的安全系数计算公式即得安全系数。一!!±!!㈩(+△)tanl+tamp1tana／F其中：p——第i条土孔隙水压力，kPa；c——折减粘聚力，kPa；Ot——第i条土计算倾角，(。)；AH——第i条土水平推力，kPa；——第i条土铅直力，kPa；——第i条土折减摩擦角，(。