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導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生滑坡，但隨著時間的推移，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；機理；處理中圖分類號：P426.6文獻標(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)象越來越嚴重，并與雨量及連續(xù)降雨時間呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性，是一個動態(tài)

2、變化的過程。事實上，由于各地土質(zhì)的復(fù)雜性，僅僅通過力學(xué)計算來確定邊坡的穩(wěn)定是遠遠不夠的，雨水作用、振動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，雨水滲透到土質(zhì)中，填補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，會出現(xiàn)多次滑坡現(xiàn)象，但滑動一定程度后會保持不變，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度時，邊坡就是產(chǎn)生滑動。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度，對邊坡

4、的穩(wěn)定很有利。降雨時，雨水進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)致土體抗剪強度大大減小。當(dāng)土的抗剪強度小于土體自重產(chǎn)生的滑移時，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，若是土質(zhì)較干裂則會出現(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)摩擦角將會降低，然而其不會跟砂土一樣容易發(fā)生滑動，是因為其土層內(nèi)具有內(nèi)聚力。雨水在土體中的含量增大到一定程度，就會降低土體抗剪強度，當(dāng)邊坡的某個地方受到的應(yīng)力大于該面土層的抗剪強度，將會出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。若下臥土層的結(jié)構(gòu)具有較強的透水性，則粉質(zhì)粘土下臥隔水層抗剪強度降低更多，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降雨時間對邊坡的影響通常情況下，降雨時間

6、的多少與邊坡的穩(wěn)定性成負相關(guān)，這個現(xiàn)象較為明顯，隨著降雨時間的延長，雨水滲入土層的厚度就會加大，對土質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響也會加大，從而加重表層土的自重，促使土質(zhì)抗剪強度大大降6低。當(dāng)土質(zhì)的含水量達到一定程度時，邊坡就會出現(xiàn)滑動。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)降雨量達到一定程度時，也會對其產(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，就會改變他們原來的形態(tài)結(jié)構(gòu)，進而形成向下的排水梯度，地下水沿著隔水層往下流，坡腳周圍就會出現(xiàn)伴隨著細砂土流出的泉水。那么就會軟化周圍的土質(zhì)，導(dǎo)致其抗剪強度迅

7、速降低，土體發(fā)生移動，從而出現(xiàn)滑坡。遇到暴風(fēng)雨天氣時，短期內(nèi)土體里的砂粒與砂粒之間就會迅速充滿水分，土體不可能在短時間內(nèi)排出這些雨水，那么雨水就會減少砂粒之間的結(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)達到飽和的一個起點就是從坡頂開始的。當(dāng)表面層開始逐漸出現(xiàn)飽和時，便會不斷向其內(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到一定程度后便會出現(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，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，其抗剪強度也隨之降低，從而影響了土質(zhì)邊坡的穩(wěn)