降雨入渗诱发黄土滑塌的模式及临界值初探.pdf

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1、第9卷20131背地质论评GEOLOGICALREVIEWVJoa1n．5．92N0o．131降雨入渗诱发黄土滑塌的模式及临界值初探唐亚明，薛强，毕俊擘，孙萍萍，程秀娟中国地质调查局西安地质调查中心，西安，710054内容提要：国内外对诱发滑坡的降雨阈值的研究多采用统计方法对历史滑坡和降雨量数据进行相关分析，而在分析过程中很少按降雨入渗诱发模式的不同进行分类。实际上，降雨临界值与被触发的滑坡类型紧密相关，不同模式的降雨可以触发不同类型和规模的滑坡，而不同类型的滑坡也“需要”不同的降雨临界值。本文以陕北黄土

2、高原广泛发育的一种典型地质灾害一黄土滑塌作为研究对象，从定性分析降雨入渗的机理入手，探讨了不同入渗模式下雨水对滑塌的诱发作用，初步建立了缓慢下渗诱发型、下渗阻滞诱发型、下渗贯通诱发型三种降雨诱发黄土滑塌的模式。运用统计学的方法，对陕西北部地区25个县(市、区)1960年一2008年发生的有准确日期记录的227个黄土滑塌和降雨数据进行分类，建立了不同降雨入渗诱发类型下的黄土滑塌降雨临界值或预警值。关键词：黄土滑塌；人渗诱发模式；降雨临界值降雨作为滑坡的重要诱发因素之一，成为了地做了研究，谢剑明等(2003)

3、对浙江省非台风区的降质灾害监测预警的重要工作对象，多年来人们一直雨临界值做了研究，吴树仁等(2004)以三峡库区为试图找到适用于某一地区的降雨量临界值(阈值、例对滑坡预警判据做了研究，丛威清(2006)采用门槛值、起始值)以便对不同危险级别的滑坡进行Logistic模型对辽宁鞍山蚰岩县泥石流降雨临界值监测和预警。国际上对这一问题的研究主要集中在做了研究，李铁峰等(2006)结合前期有效雨量和上世纪八、九十年代，Glade(1998)通过对新西兰惠Logistic模型对降雨临界值的确定做了研究，并以三灵顿地

4、区的滑坡和降雨资料进行研究，建立了确定峡地区做了方法验证，李媛(2006)李昂(2007)采用降雨临界值的三个模型——El降雨量模型、前期降不用的统计方法对四川雅安雨城区降雨临界值做了雨量模型和前期土体含水状态模型，基本概括了当研究，此外，浙江、云南、陕西、山东、宁夏等省，陇南、前降雨诱发滑坡临界值的确定方法。Caine(1980)兰州、青岛等地都建立了自己的降雨诱发滑坡临界对全球不同地区降雨诱发滑坡关系的研究，Band等值，并进行了实际的预警预报。国内的降雨诱发滑(1984)对香港地区临界值的研究，Ca

5、nnon等坡临界值模型也都可以归结为上述的日降雨量(或(1985)、Wieczorek(1987)、Mark等(1989)根据1982降雨强度)和前期降雨量模型，采用小时雨强、当日年旧金山海湾滑坡和降雨数据建立的滑坡与降雨强降雨量、前几Et累计降雨量(或前期有效降雨量)、度和持续时间临界关系曲线，Guidicini(1997)对巴前期降雨量占年平均雨量的比值(％)等表达式对西九个地区滑坡和降雨之间的统计关系的研究，临界降雨量进行刻画，其基本方法是采用统计技术Ayalew(1999)对埃塞俄比亚64个滑坡和

6、降雨量的对历史滑坡和降雨资料进行分析，取其统计意义上分析研究，以及Grozier等(1980)对前期土体含水量的临界点作为降雨诱发滑坡的临界值。状态和雨量过剩指数的研究等，都可以归结为这三但以上研究都不区分滑坡类型和规模，也不考类临界值模型。国内近些年对降雨诱发滑坡或泥石虑降雨入渗的过程和机理，因此所得结果仅能反映流的临界值的研究也较多，谭炳炎(1992、1995)、蒋在某种统计经验水平上某一地区在某个临界值条件忠信(1994)、朱平一(1995)对泥石流的临界降雨量下会有滑坡发生，至于是何种滑坡则无从知

7、晓。实注：本文为国家自然科学青年基金项目“陕北砂性黄土滑塌变形破坏机制研究”(编号41202256)、中国地质调查局项目“延安宝塔区地质灾害监测预警示范”(编号1212010740907)、陕西省自然科学基金项目“延安宝塔区地质灾害风险管理研究”(编号2010JM5010)的成果。收稿日期：2012-04—2O；改回日期：2012-07-07；责任编辑：章雨旭。作者简介：唐亚明，女，1973年生。博士研究生，高级工程师。主要从事地质灾害调查和研究工作。电话：029—87821775；Email：tangy

8、aming73@sohu．con。第1期唐亚明等：降雨入渗诱发黄土滑塌的模式及临界值初探算：当土的干密度=15．02kN／m、体积含水量=雨持续时间较长，使土体达到饱和，则在高陡的地形0．2、比重=2．7、饱和体积含水量=0．45、孔隙比=下，易使这部分饱和土体产生剪切变形，产生浅表型0．44、初始饱和度=0．45、渗透系数=5×10～m／s，的滑动或蠕滑，如发生在延安市宝塔区冯庄乡香水浸润峰面基质吸力=3kPa时，12h降雨