黃土邊坡降雨入滲規(guī)律及其對邊坡穩(wěn)定性的影響.pdf

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1、·36·中國水土保持SWCC2014年第8期黃土邊坡降雨人滲規(guī)律及其對邊坡穩(wěn)定性的影響李國榮，陳文婷，李進(jìn)芳，朱海麗，胡夏嵩(1．青海大學(xué)地質(zhì)工程系，青海西寧810016；2．中國科學(xué)院青海鹽湖研究所，青海西寧810008)[關(guān)鍵詞]降雨入滲；黃土邊坡；含水量；安全系數(shù)；穩(wěn)定性[摘要]以位于青海西寧盆地的某黃土邊坡為例，選取較為典型的3次天然降雨，研究了坡體土壤含水量變化和不同降雨歷時、降雨強度下的降雨入滲規(guī)律，重點分析了降雨入滲對黃土邊坡穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，降雨過程中黃土邊坡土壤含水量逐漸增加，降雨結(jié)束后隨著雨水的繼續(xù)入滲和蒸發(fā)。含水量又逐漸減??；在相同的降雨歷時條件下，降雨強度1

2、2．50mm／h時邊坡土壤含水量及入滲深度均較降雨強度4．28和0．88mm／h時大，且坡腳處含水量的增加幅度略大于坡頂；邊坡土壤含水量從12．74％增加到27．91％，黏聚力從23．47kPa降低到9．93kPa，邊坡安全系數(shù)從1．67降低到1．3l，坡頂和坡腳處的剪應(yīng)力值分別增大了1．76和17．24kPa，說明坡腳處應(yīng)力集中現(xiàn)象與降雨入滲密切相關(guān)。[中圖分類號]P642[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1000—0941(2014)08—0036—04降雨是影響邊坡穩(wěn)定性的最主要和最普遍的環(huán)境降水量196．4ram，最大13降水量62．2mm，最大小時降因素，也是淺層滑坡的觸發(fā)因素之一。

3、大量研究水量30．11Tlnl，一次性連續(xù)最大降水量60．4mm；地質(zhì)表明滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在降雨期間或條件復(fù)雜，下游分布有部分農(nóng)田及居民住宅，雨季發(fā)生降雨后，降雨入滲會導(dǎo)致邊坡表層土體含水量急的滑坡、泥石流等會給試驗區(qū)及其周邊群眾的生命財劇增加j，而持續(xù)降雨能使土質(zhì)邊坡淺層土體迅速飽產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。和形成暫態(tài)飽和區(qū)，導(dǎo)致土體抗剪強度不斷降低，因在試驗區(qū)選取一處天然黃土邊坡進(jìn)行試驗。該黃此土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性與降雨強度、降雨歷時、土體滲透系土邊坡位于海拔2290m的陰坡，坡面面積約30ITI×數(shù)密切相關(guān)¨“J。受干旱半干旱氣候影響，青藏高原15m，坡度45。。降雨前，黃土的密度

4、為1．58g／1TI，孔東部黃土區(qū)的黃土邊坡基本屬于非飽和土邊坡，由于隙度54．82％，質(zhì)量含水量13．50％，pH值8．13，黃土地質(zhì)環(huán)境脆弱、植被稀疏，因此在雨季經(jīng)常發(fā)生滑坡、顆粒粒徑<0．05ITlIn的占64．96％、<0．01mm的占泥石流等地質(zhì)災(zāi)害¨”J。本研究以青藏高原東部黃21．88％、<0．002mm的占5．74％。土區(qū)的土質(zhì)邊坡為研究對象，分析天然降雨入滲規(guī)律2試驗條件和方法及其對邊坡穩(wěn)定性的影響，以期為研究黃土邊坡失穩(wěn)試驗在天然降雨條件下進(jìn)行。根據(jù)實際降雨條件機理及其防治措施提供參考。(降雨強度由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T測定)和降雨強度等級劃1試驗區(qū)概況分標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多次雨天采樣

5、和室內(nèi)試驗，選取較為典型的3次降雨進(jìn)行試驗分析，降雨強度和歷時分別為試驗區(qū)設(shè)在位于青海省西寧市城北區(qū)二十里鋪的l2．50mm／h、4h，4．28mm／h、7h、0．88mm／h、16h。3顧家?guī)X溝，地處黃土高原和青藏高原的過渡地帶，屬高次降雨分屬大雨、中雨和小雨等級，因此試驗條件具有原半干旱大陸性氣候區(qū)¨，年均氣溫7．6℃，年降水代表性。采用野外取樣和室內(nèi)試驗相結(jié)合的方法，研量380mm，年蒸發(fā)量1363．6mm¨；降水主要集中在究降雨歷時和降雨強度對黃土邊坡土體含水量的影6—9月，且以暴雨和陣雨居多，具有歷時短、強度大、響，進(jìn)而分析降雨過程中黃土邊坡雨水人滲規(guī)律及其降雨集中等特點J，最

6、大年降水量541．2mm，最小年對邊坡穩(wěn)定性的影響。為了避免試驗期問雨水人滲的相互影響，在進(jìn)行邊坡開挖等破壞性試驗時，不在同一[基金項目]海大學(xué)中青年科研基金項目(2011一QGY一10，2012一取樣點進(jìn)行重復(fù)試驗。QGY一5)；家自然科學(xué)基金資助項目(41162010)；國家2．1試驗設(shè)置同際科技合作計劃資助項口(2011DFG93160)；青藏高原北緣新生代資源環(huán)境重點試驗室建設(shè)項日(1)在降雨強度l2．50mm／h、歷時4h的降雨條李國榮等：黃土邊坡降雨入滲規(guī)律及其對邊坡穩(wěn)定性的影響件下，從降雨開始到結(jié)束后60min，每隔10rain對距坡降雨進(jìn)行到240min(降雨停止)時，土

7、壤含水量達(dá)到最面垂直距離30cm的土層進(jìn)行取樣，測定其含水量，以高，為27．91％，邊坡表層土壤趨于飽和并出現(xiàn)產(chǎn)流；分析降雨歷時對黃土邊坡土壤含水量的影響。降雨停止后，隨著降雨量的入滲、蒸發(fā)及徑流流失，土(2)在降雨強度、降雨歷時分別為4．28mm／h、7壤含水量逐漸減小。h，0．88mm／h、16h的降雨條件下，在降雨開始后的30～180rain，每隔30min對距坡面垂直距離30CITI的土層進(jìn)行取樣，測定其含水量，并與降雨強度