摘要：山体滑坡是世界各地常见的地质灾害之一，威胁着我们的生命以及财产安全。
本文通过使用GeoStudio的边坡稳定分析模块采用Morgenstern-price法、Ordinary法研究了降雨强度对边坡稳定性的影响。
关键词：GeoStudio；降雨强度；边坡稳定；
为了研究降雨强度对边坡稳定性的影响，在该地区最大日降雨量为124mm的情况下，本文对分别将降雨强度设置为10mm/d、25mm/d、50mm/d、100mm/d、150mm/d，降雨持续时间为72小时，分别采用Morgenstern-price法、Ordinary法、对边坡的稳定性进行了评价，采用Morgenstern-price法模拟的结果如下所示：
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图1（左） 边坡1截面在不同降雨强度下用Morgenstern-price法计算得到的安全系数随时间变化的曲线
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图2（右） 边坡2截面在不同降雨强度下用Morgenstern-price法计算得到的安全系数随时间变化的曲线
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图3 边坡3截面在不同降雨强度下用Morgenstern-price法计算得到的安全系数随时间变化的曲线
比较以上3个截面边坡安全系数同一时间点边坡安全系数随强度的变化可知，当降雨持续时间是固定的时候，边坡安全系数随着降雨强度的增加而缓慢减小。1截面和2截面的滑面（如图4、5所示）处于含碎石粉质粘土中间，3截面的滑面全部处于强风化炭质页岩，在强度上不如强风化炭质页岩较为破碎的炭质页岩，所以1截面和2截面的边坡安全系数要小于3-3截面的安全系数。
由于同一截面在不同降雨强度下边坡在降雨72小时的过程中最危险滑面的位置变化幅度不大，肉眼难以分辨，因此仅图示出在150mm/d的降雨强度下边坡最危险滑面的位置，如下所示：
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图4 边坡1截面降雨强度150mm/d时最危险滑面示意图（1.350）
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图5 边坡2截面降雨强度150mm/d时最危险滑面示意图（1.321）
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图6 边坡3截面降雨强度150mm/d时最危险滑面示意图（1.620）
边坡三个截面在不同降雨条件下持续降雨72小时的过程中滑面位置的变化不大，因此选择了150mm/d降雨强度下的最危险滑面作为代表，不在对其他强度下的最危险滑面进行图示。从以上三幅图可以看出，1截面和2截面滑面均处于含碎石粉质粘土，含碎石粉质粘土相当于软弱地层一样。3截面的滑面全部位于强风化炭质页岩内部，边坡安全系数相较于1和2截面有所增加。
边坡1截面在相同降雨强度和降雨时间下不同计算方法下得到安全系数随时间变化的曲线图如下所示：
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图7 边坡1截面在10mm/d和25mm/d的降雨强度下不同方法（Ordinary法）计算得到的安全系数变化曲线
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图8边坡1截面在50mm/d和100mm/d的降雨强度下不同方法（Ordinary法）计算得到的安全系数变化曲线
以上为边坡1截面在不同降雨强度下采用不同计算方法所得安全系数随着时间变化的曲线。可以发现，无论采用同一种计算方法时，降雨强度增加时，边坡的安全系数总是在减小，并且在降雨强度变化幅度较大时，安全系数的变化幅度较为明显。
边坡3截面的安全系数在不同降雨强度下采用不同方法（Ordinary法）计算得到的边坡安全系数随时间变化的曲线如下所示：
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图9 边坡3截面在10mm/d和25mm/d的降雨强度下不同方法（Ordinary法）计算得到的安全系数变化曲线
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图10 边坡3截面在50mm/d和100mm/d的降雨强度下不同方法（Ordinary法）计算得到的安全系数变化曲线
边坡3截面的滑面因为处于强风化炭质页岩内，本身安全系数就高，再者Ordinary法和Morgenstern-price法差距10%到20%，坐标竖轴的单位长度较长，安全系数虽然在数据上有较为明显的变化，但是图示之后不是很明显。
总之，降雨强度对边坡的稳定性有较大的影响，边坡的安全系数随着降雨强度的增加而减小，在该边坡中边坡安全系数减小幅度在0.2之内，边坡三个截面的最小安全系数均在1.25以上，降雨引起边坡发生破坏的可能性较小。
结论：在相同的降雨持续时间下，降雨强度越大，在相同的降雨持续时间后，边坡的安全系数越小，即稳定性越差。但是无论对于什么土体，当降雨强度超过某一个限值，增加降雨强度对边坡的稳定性就可以忽略不计了，这是因为土体单位时间内可以入渗的降雨量是有限的，当单位时间降雨量到达某一个限值（应大于土体的渗透系数）后，在增加单位时间内的降雨量对于雨水入渗并没有用处，多余的水会随着坡面流走，对土体内部孔隙水压力和体积含水率扰动不大（以上结论是通过影响边坡土体孔隙水压力和体积含水率，减小土体抵抗剪切的能力，减小基质吸力等直接因素扰动边坡的稳定性为基础得出的）。
参考文献
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论文作者:杨永怀,刘立,姜李琴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：截面论文; 安全系数论文; 强度论文; 曲线论文; 页岩论文; 稳定性论文; 入渗论文; 《基层建设》2019年第28期论文;