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川东红层地区降雨诱发浅层土质滑坡试验及数值研究

刘果果  
【摘要】:降雨是诱发滑坡的重要原因,南江县2011年“9.16”特大暴雨诱发了大规模群发性滑坡,造成了大量的人员和财产损失。针对川东红层地区降雨诱发的浅层土质滑坡,目前已有学者对其发育环境、分布规律、成因机理以及影响因素进行了一系列研究。但很少人从降雨诱发滑坡的内部机理出发,研究斜坡的降雨入渗规律以及稳定性变化情况,也没有清楚地揭示该类滑坡总是沿基岩面顺层滑动的原因。因此,针对雨水入渗过程中坡体渗流场的变化规律以及滑坡失稳界面效应的研究具有重大意义。开展了野外地质调查、现场原位水文监测和一系列降雨诱发基岩型浅层滑坡室内模型试验研究,建立了相应的浅层滑坡理论模型,并基于非饱和土渗流-变形耦合理论进行了数值计算。取得的主要研究成果如下:1.在古坟坪滑坡现场进行了原位水文监测,结合降雨监测资料,分析了研究区残坡积土的降雨入渗规律和边坡水文响应特征,研究了降雨特征对斜坡含水率分布的影响。2.在室内进行了降雨诱发浅层滑坡的模型试验,基于试验水分和变形监测数据,分析了川东红层地区浅层土质边坡的降雨入渗规律和临界破坏累计降雨量,总结了浅层土质滑坡的变形破坏模式,并探讨了降雨强度、降雨类型和初始含水率的边坡入渗过程的影响。3.将修正的Green-Ampt入渗模型与边坡稳定性分析方法相结合,考虑地下水位的影响,建立了浅层滑坡的理论模型,对比分析了滑面位于湿润锋处和滑面位于基岩面处边坡稳定性变化情况,确定了相应的滑坡时间预警模型,并探讨了地下水高度、初始重度对边坡稳定性的影响。4.基于饱和-非饱和流固耦合理论,研究了前期降雨类型、初始基质吸力、饱和渗透系数以及斜坡倾角对滑坡的影响,研究表明前期降雨对该类边坡孔隙水压力变化和稳定性影响微弱;初始基质吸力的影响具有时间效应,初始基质吸力越大,斜坡倾角越小,边坡越稳定;饱和渗透系数越大,基岩面越容易产生积水,边坡越不稳定。


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