降水對土質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響研究

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1、降水對土質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響研究  摘要:眾所周知,土質(zhì)邊坡在雨季容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。平常的降雨一般不會(huì)導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生滑坡,但隨著時(shí)間的推移,雨水逐漸滲透到邊坡土質(zhì)中去,導(dǎo)致土質(zhì)內(nèi)部發(fā)生變化,最后出現(xiàn)滑坡。由于各地土質(zhì)條件不同,很難用學(xué)習(xí)到的力學(xué)模型來描述邊坡受力情況。因此,分析降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響以及準(zhǔn)確預(yù)報(bào)事故發(fā)生的可能性顯得刻不容緩。關(guān)鍵詞:降水;土質(zhì)邊坡;穩(wěn)定性;機(jī)理;處理中圖分類號:P426.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:近年來,在降雨期間或降雨之后,邊坡出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,并與雨量及連續(xù)降雨時(shí)間呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,是一個(gè)動(dòng)態(tài)

2、變化的過程。事實(shí)上,由于各地土質(zhì)的復(fù)雜性,僅僅通過力學(xué)計(jì)算來確定邊坡的穩(wěn)定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,雨水作用、振動(dòng)作用及土層狀況都是確定邊坡穩(wěn)定性必須考慮的。為了有效防治滑坡、泥石流災(zāi)害,必須深入研究降雨引起斜坡失穩(wěn)的規(guī)律并建立定量的分析模型。一、雨水對土質(zhì)邊坡作用的分析1雨水對不同土質(zhì)的影響下面,本文從三種不同的土質(zhì)邊坡入手,深入細(xì)致的了解雨水是如何作用于土質(zhì)導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑坡現(xiàn)象。61)砂土邊坡一般情況下,該邊坡表面的砂土顆粒粘度較低,常呈現(xiàn)干燥現(xiàn)象,其穩(wěn)定性主要由土體的內(nèi)摩擦角決定。降雨時(shí),雨水滲透到土質(zhì)中,填補(bǔ)了砂土顆粒之間的空隙,從

3、而減小土質(zhì)的內(nèi)摩擦角,且內(nèi)摩擦角是隨著空隙水的含量增加而減小的。所以說,砂土邊坡的穩(wěn)定性是相對的。在實(shí)踐觀察中,我們可以發(fā)現(xiàn),砂土邊坡隨著降雨次數(shù)的增多,會(huì)出現(xiàn)多次滑坡現(xiàn)象,但滑動(dòng)一定程度后會(huì)保持不變,然后隨著空隙水的增加,邊坡又再次產(chǎn)生滑坡,直到到達(dá)新的穩(wěn)定階段。而原狀山體比較特殊,由于其砂土粗顆粒之間存在機(jī)械咬合力,不受空隙水的影響,因此其邊坡較為穩(wěn)定。2)粘土邊坡6一般來說,當(dāng)土體自重產(chǎn)生的滑移大于土的抗剪強(qiáng)度時(shí),邊坡就是產(chǎn)生滑動(dòng)。我們通??吹降恼惩潦怯菜軂可塑狀態(tài),土質(zhì)顆粒之間的粘聚力較大,因而具有較大的抗剪強(qiáng)度,對邊坡

4、的穩(wěn)定很有利。降雨時(shí),雨水進(jìn)入粘土顆粒之間的空隙,隨著空隙水含量的增加,粘土顆粒的粘聚力不斷減低,當(dāng)達(dá)到一定程度后,粘土性質(zhì)發(fā)生變化,由硬塑向軟塑、流塑轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度大大減小。當(dāng)土的抗剪強(qiáng)度小于土體自重產(chǎn)生的滑移時(shí),便出現(xiàn)了我們所見的滑坡。然而由于受到粘土顆粒的影響,空隙水的空間有限,且其土質(zhì)具有良好的防水性,因此雨水不能滲透到土體中,只能軟化粘土表面。所以沒有裂縫的干裂粘土邊坡的穩(wěn)定性較強(qiáng),若是土質(zhì)較干裂則會(huì)出現(xiàn)局部滑坡。3)粉質(zhì)土邊坡粉質(zhì)土的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)特殊,其下臥土層中分有好幾層本質(zhì)相異的土質(zhì),粘性隔水層、透水砂層等都

5、是比較常見的類型。其中巖層發(fā)生大面積滑坡的可能性大大增加。粉質(zhì)土邊坡的破壞比較常見,其粘土的透水性較好,雨水滲入后顆粒之間的內(nèi)摩擦角將會(huì)降低,然而其不會(huì)跟砂土一樣容易發(fā)生滑動(dòng),是因?yàn)槠渫翆觾?nèi)具有內(nèi)聚力。雨水在土體中的含量增大到一定程度,就會(huì)降低土體抗剪強(qiáng)度,當(dāng)邊坡的某個(gè)地方受到的應(yīng)力大于該面土層的抗剪強(qiáng)度,將會(huì)出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。若下臥土層的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的透水性,則粉質(zhì)粘土下臥隔水層抗剪強(qiáng)度降低更多,該處將出現(xiàn)大范圍滑坡,對邊坡的損壞大大增加。圖1砂土邊坡滑移圖2粘土邊坡滑移圖3粉質(zhì)土邊坡滑移2降雨時(shí)間對邊坡的影響通常情況下,降雨時(shí)間

6、的多少與邊坡的穩(wěn)定性成負(fù)相關(guān),這個(gè)現(xiàn)象較為明顯,隨著降雨時(shí)間的延長,雨水滲入土層的厚度就會(huì)加大,對土質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響也會(huì)加大,從而加重表層土的自重,促使土質(zhì)抗剪強(qiáng)度大大降6低。當(dāng)土質(zhì)的含水量達(dá)到一定程度時(shí),邊坡就會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)。而持續(xù)大量降雨對下臥隔水層土體也具有一定的影響。對于下臥隔水層土體,當(dāng)降雨量達(dá)到一定程度時(shí),也會(huì)對其產(chǎn)生一定的影響。若在表層土與下臥隔水層之間慢慢有雨水滲入,就會(huì)改變他們原來的形態(tài)結(jié)構(gòu),進(jìn)而形成向下的排水梯度,地下水沿著隔水層往下流,坡腳周圍就會(huì)出現(xiàn)伴隨著細(xì)砂土流出的泉水。那么就會(huì)軟化周圍的土質(zhì),導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度迅

7、速降低,土體發(fā)生移動(dòng),從而出現(xiàn)滑坡。遇到暴風(fēng)雨天氣時(shí),短期內(nèi)土體里的砂粒與砂粒之間就會(huì)迅速充滿水分,土體不可能在短時(shí)間內(nèi)排出這些雨水,那么雨水就會(huì)減少砂粒之間的結(jié)合力,最終出現(xiàn)滑坡。二、降雨入滲影響邊坡穩(wěn)定的機(jī)理根據(jù)非飽和土力學(xué)理論,我們可以發(fā)現(xiàn)雨水的不斷滲入導(dǎo)致非飽和區(qū)上部的水量逐漸增加,進(jìn)而降低其基質(zhì)吸力。非飽和土體的凝聚力(即)來源甚廣,基質(zhì)吸力所產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度就是其中之一。此外,在雨水滲透的過程中,邊坡非飽和區(qū)達(dá)到飽和的一個(gè)起點(diǎn)就是從坡頂開始的。當(dāng)表面層開始逐漸出現(xiàn)飽和時(shí),便會(huì)不斷向其內(nèi)部滲透,逐漸加大滲透范圍,可稱這類

8、飽和區(qū)為暫態(tài)飽和區(qū);雨水的對土體的滲透達(dá)到一定程度后便會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)水壓力,這種現(xiàn)象對邊坡的穩(wěn)定具有破壞性。6簡而言之,降雨導(dǎo)致滑坡的原理是:當(dāng)發(fā)生持續(xù)降雨時(shí),土層表面受到雨水的浸入,邊坡非飽和帶土體的基質(zhì)吸力不斷地降低,其抗剪強(qiáng)度也隨之降低,從而影響了土質(zhì)邊坡的穩(wěn)

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