论降雨类型对边坡稳定的影响分析论文_杨永怀,刘立,姜李琴

中建二局第二建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210000

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法研究了降雨类型对边坡稳定性的影响。

关键词：GeoStudio；降雨类型；边坡稳定；

为研究降雨类型对边坡稳定性的影响，本文在保持相同降雨时间和降雨量的前提下，采用递增型、递减星、峰值型、均强型、双峰型降雨进行模拟，来研究降雨类型对该边坡稳定性的影响。用Morgenstern-price法计算得到的边坡各截面的安全系数如下图所示：

在以上三幅图中，降雨类型对边坡安全系数影响比较明显的为截面1和2，截面3在不同降雨类型下边坡变化不是非常明显，这是因为1截面和2截面的滑面均处于含碎石粉质粘土中，3截面处于坚固的强风化炭质页岩中，因此降雨类型对其影响不大。

通过图4和图5可以发现，等强降雨模型下边坡的安全系数下降幅度最为明显。在降雨的过程中，持续降雨的前12小时对边坡内部孔隙水压力和体积含水率的影响最大。在本次研究不同降雨类型对边坡稳定性的影响模拟中，等强降雨模型下降雨持续72小时，边坡土体虽然不是最先到达临近饱和的状态，但是土体在降雨12小时后土体的体积含水率和孔隙水压力一直处于较高的水平，持续到降雨结束。

其他降雨模型虽然在降雨后不久就孔隙水压力和体积含水率就到达较高的状态，但是因为降雨强度的不断减小，体积含水率和孔隙水压力也随之下降，递减降雨模型下孔隙水压力和体积含水率的变化就是如此。其他降雨模型没有让孔隙水压力和体积含水率在较高的状态持续更长的时间，因此边坡安全系数下降的幅度不如等强降雨模型。

在降雨后期，递增降雨模型的降雨强度较大，对边坡稳定性的影响幅度也在逐渐增大。从图1和2可以看到，降雨持续28小时后到降雨停止，边坡1截面和2截面的安全系数的下降速度在随着降雨强度的增大而增加，也从侧面反映了降雨强度对边坡稳定性的影响。

边坡三个截面在不同降雨模型下边坡最危险滑面的位置变化幅度不是很明显，将均强降雨模型下的最危险滑面位置作为代表，如下图所示：

从以上图中信息可以发现，边坡1截面滑面底部有些许入侵到三号地层，因此在安全性上比最危险滑面全部处于含碎石粉质粘土的2截面要好一点，1截面的最低安全系数也说明了这一点，比2截面的最低安全系数要大上些许，3截面最危险滑面处于强风化炭质页岩中，安全系数最大，发生破坏的可能性最小。

边坡1截面在不同降雨类型下采用不同计算方法得到的边坡安全系数随时间的变化曲线如下所示：

图6 边坡1截面在递减降雨模型、递增降雨模型下边坡安全系数随时间的变化曲线

图7 边坡1截面在峰值降雨模型、等强降雨模型下边坡安全系数随时间的变化曲线

图8 边坡1截面在双峰降雨模型下边坡安全系数随时间的变化曲线

从以上三幅图对比可知，采用Morgenstern-price法评价边坡1截面的稳定性，在相同的降雨时间和降雨量下，其中等强降雨模型与其他降雨模型相比边坡稳定性最差。

边坡2和3截面在规律上如同1截面。不过3截面因为处于强风化炭质页岩中变化幅度较小，不在赘述。

结论：在相同的降雨量和降雨持续时间下，经过模拟发现，等强降雨模型对边坡稳定性影响最大。在持续降雨的过程中，前12小时的降雨对边坡土体孔隙水压力和体积含水率的影响最大，孔隙水压力和体积含水率会在短时间内达到一个较高的水平，在等强降雨模型下，这个状态的持续时间是比其他降雨模型要长的，所以在等强降雨模型下，边坡发生破坏的可能性最大（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

[1]李爱国， 岳中琦， 谭国焕等 土体含水率和吸力量测及其对边坡稳定性的影响[J] 岩土工程学报，2003，25（3）：278-282

[2]詹良通，吴宏伟，包承纲等 降雨入渗条件下非饱和膨胀土边坡原位监测[J] 岩土力学，2003，24（2）：151-158.

[3]周中，傅鹤林，刘宝琛等 土石混合体边坡人工降雨模拟试验研究[J]. 岩土力学，2007，28（7）：1391-1396.

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;  模型论文;  孔隙论文;  水压论文;  稳定性论文;  体积论文;  《基层建设》2019年第28期论文;