【摘 要】
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降雨诱发滑坡机理研究一直是学术界、工程界的热点问题。然而,由于水分在土体中运移规律尚未查明,非饱和理论的尚不成熟,使其也成为一直以来的难点问题。然降雨条件下滑坡的易发
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降雨诱发滑坡机理研究一直是学术界、工程界的热点问题。然而,由于水分在土体中运移规律尚未查明,非饱和理论的尚不成熟,使其也成为一直以来的难点问题。然降雨条件下滑坡的易发性又使得该问题亟待解决。因此,本文在这方面的进一步探索,具有重要的理论和工程意义。本文取得的主要研究成果如下:(1)基于非饱和、饱和土力学理论、非饱和渗流理论,并应用三维滑坡运动模拟程序LS-RAPID,针对降雨诱发的黄土滑坡形成机理进行了系统的研究。初步建立了“黄土中水分运移的原位观测—室内基质吸力的测定—降雨入渗方式归类—边坡变形破坏的数值模拟—滑坡滑距预测(致灾范围量化)”的启动—滑动机制分析模式。(2)水分在黄土中运移的原位观测表明:短期低强度降雨入渗影响深度有限,而降水集中的雨季,部分降水入渗后,能够到达土体的较深部位。地下3m范围内水分迁移速率快,随着深度增加,迁移速率减小。水分迁移过程中遇到透水性差的地层时,会在该层顶面附近聚集,一定时间内使得土体体积含水量增高;若为不透水层时,该层土体的体积含水量会在断续的降水补给过程中累积性地增高。(3)结合野外调查、室内外试验,分析总结了不同降水入渗方式下诱发的黄土滑坡发育特征。即:强降雨通过黄土孔隙、节理入渗诱发浅层滑坡,强降雨沿落水洞、卸荷裂隙等集水通道灌入诱发大型黄土滑坡,长期渗水或降雨诱发的大型黄土滑坡。基于此,选取三个典型滑坡,首先采用SEEP/W模块,以稳态渗流或初始水位作为瞬态分析的初始条件,设置不同时步进行降雨入渗瞬态模拟,地下水位及土体中孔隙水压力随时间变化而变化。基于SEEP/W的分析结果,利用SIGMA/W分析滑面或潜在滑面上每个节点的应力状态,揭示降雨诱发滑坡的内在机理;并采用极限平衡法计算边坡整体稳定系数,直观上对边坡的稳定性进行说明。(4)根据Sassa提出的三维滑坡运动模型,在排水反复剪试验测得土的排水残余内摩擦角′的基础上,运用三维滑坡运动模拟程序LS-RAPID对降雨诱发的典型黄土滑坡进行了运动模拟。以此量化滑坡滑距或致灾范围,其对滑坡灾害的防治具有一定实际意义。
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