浅谈强降雨作用下的边坡稳定

张 坤，赵金双，张同军，王建博

(1.中水东北勘测设计研究有限责任公司工程勘察院，吉林 长春 130062;2.辽宁省清源市水务局，辽宁 清源113300)

浅谈强降雨作用下的边坡稳定

张 坤1，赵金双1，张同军2，王建博1

(1.中水东北勘测设计研究有限责任公司工程勘察院，吉林 长春 130062;2.辽宁省清源市水务局，辽宁 清源113300)

边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究课题，在岩土工程或土木工程领域占据相当重要的地位。滑坡是一种严重的岩土体失稳现象，降雨原因引起的滑坡称为降雨型滑坡。以丹东至通化高速公路滑坡体的稳定分析为例，根据该地区工程地质特点，采用了折线滑动法，并在此基础上考虑水的作用力。结果证实了降雨(尤其是大量的降雨或暴雨)无疑是触发滑坡的最主要的因素之一。

降雨;边坡稳定分析;折线滑动法

降雨尤其是暴雨诱发滑坡一直是滑坡稳定研究的一个难点。降雨对滑坡的触发作用主要体现在:在降雨过程中，地表水进入岩土体增加了坡体的自重，增大了孔隙水压力，使处于极限平衡状态的坡体产生滑动;降雨由地表进入地下，转变成为地下水，浸泡软化滑动面，降低了坡体的抗剪强度;坡体多次的干湿交替变化导致岩土体开裂，产生大量的节理裂隙。研究表明，在具备了滑坡的地势和地质条件时，降雨在很大程度上是滑坡发生的最主要激发因素。

由于滑坡内部结构的复杂性和组成滑坡岩土体物质的不同，造成滑坡破坏具有不同模式。所以，需要根据不同的滑坡破坏模式选择不同的计算方法来分析滑坡稳定性。

然而，目前降雨诱发滑坡机理的研究主要局限于定性的或试验基础上的分析描述，缺乏定量的研究。本文仅以丹东至通化高速公路K377+230～K377+520挖方段滑坡体的稳定分析为例，取典型断面，采用折线滑动法，并在折线滑动法基础上，考虑正常地下水位与降雨期间水位上升两种情况下边坡的稳定分析。

2 工程地质条件分析

工程区位于吉林省南部，通化县二密镇的东南侧，为典型的切割剥蚀低山地形，山地下部为河谷地貌。山地多为天然的次生林及人工林。山体雄厚，山顶高出路基242 m，地形上出现中部平缓，上、下部相对较陡，有利于发育滑坡的地貌形态。滑坡山体呈北北东～南南西分布，其南北两侧分别被猪圈沟和二密河切割。岩层走向基本平行山坡，倾向坡外，因上部岩体破碎，地下水位较低。

起坡线以上的覆盖层岩性为碎石混合土，厚度1.00～1.62 m。触探表明呈中密状态，但在土体裂缝内发现碎块石与土体之间有架空现象，使地表水入渗形成通道。边坡开挖揭露边坡上的碎石混合土、风化破碎岩石随着蠕滑，致使堆积碎块石局部夹土，最大厚度3.75 m，结构松散。

岩体受到滑动或错动，形成软弱夹层，组成为主要为泥夹少量角砾。其上部岩石破碎，下部为中等风化岩石。修建高速公路开挖路基，使滑坡体失去支撑，产生牵引式滑坡，目前属于挤压－初滑阶段。自2009年6月路基开挖至463 m左右，发现岩土塌滑，随着时间的推移，裂缝逐渐增多、拉长，并向山体上部发展，至今仍未停止发展。

3 监测资料整理与分析

监测工作有由施工单位负责进行，地表设置了20个监测点，依据提供5月28日－6月7日部分资料，分析如下:

1)1、2监测点位于右侧边坡，平面位置变化 0.008(0.001)～0.006(0.005)m，高程变化 －0.006(－0.003)～0.001(0.000)m。

2)3－7监测点位于路基中心附近，平面位置变化0.004(0.022)～0.004(0.195)m，高程变化 － 0.001(0.010)～0.004(0.088)m。

3)8－12监测点位于一级马道，平面位置变化0.005(0.037)～0.011(0.471)m，高程变化 －0.009(0.001)～－ 0.025(0.000)m。

4)13－18监测点位于二级马道，平面位置变化0.001(0.018)～ 0.025(0.179)m，高程变化 0.001(0.018)～－ 0.008(0.003)m。

5)19－20监测点位于起坡线上，平面位置变化0.006(0.011)～ 0.024(0.064)m，高程变化 0.009(0.015)～0.008(0.024)m。

4 滑坡稳定系数计算

图1

选用参数:

容重 浮容重 饱和容重 摩擦系数f粘聚力c(Kpa)碎石土19 10.4 20.4凝灰岩 26.1 16.2 26.2 0.170(破碎) 10夹层19.4 10.7 20.7 0.141 6

基本数据:

岩土体 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥底滑面长度L(m)4.92 19.00 34.79 30.92 31.18 6.83滑动面与水平面64.2° 10.4° 6.0° 11.5° 17.3° 2.5°夹角α滑动面与水流61.3° 4.2° 6.1° 0.7° 4.8° 10.1°作用力夹角β

将剖面中滑动面以上岩土体按底滑面角度自上而下分为6块，考虑每个岩土体的地下水影响。岩体⑥处坑槽见缓慢流动的地下水，所以在计算中考虑动水压力的作用，计算数值如下:

岩土体 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥重力 G 76.67 1 514.04 5 041.43 5 919.99 5 621.75 607.26动水压力0.708 56.94 181.99 39.9 119.21 39.55作用ω静水压力13.45 95.00 173.95 154.6 150.90 34.15作用P

第一块岩土体①:

第二块岩土体②:

第三块岩土体③:

第四块岩土体④:

第五块岩土体⑤:

第六块岩土体⑥:

传递系数:

稳定系数:

暴雨期间上升水位滑坡稳定系数计算:

由于滑坡体存在裂隙，假设降雨期间地下水位上升2 m，同上分析，求得此时稳定系数

当暴雨期间，假设裂隙中充满水，岩土体瞬时孔隙水压力增大，岩土为饱水状态，此时求得稳定系数

5 结语

通过计算表明，随着降雨增多，滑坡体含水率增大，强度降低，造成边坡稳定系数下降。

根据监测资料的分析与现场调查，证明滑坡已处于初滑阶段。由于滑坡体存在裂隙，降雨诱导滑坡的可能性加大，所以建议清除边坡上的堆渣，进行素描，喷混凝土，系统锚杆，局部挂网，设置排水孔。对软弱夹层和断层应加强支护。对Ⅰ区和Ⅱ区界线根据边坡情况可做适当调整。对于右侧边坡建议喷混凝土，防止地表水渗入坡内。

［1］张蔚榛.地下水与土壤水动力学［M］.北京:中国水利水电出版社.1996.

［2］吴宏伟，陈守义，庞宇威.雨水入渗对非饱和边坡稳定性影响的参数研究［JJ］.岩土力学.1999.20(1):1－14.

［3］姚海林，郑少河，陈守义.考虑裂隙及雨水入渗影响的膨胀边坡稳定性分析［J］.岩土工程学报.2001.9(5):606－609.

［4］王瑞钢，闫澍旺，邓卫东.降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析［J］.中国公路学报.2004.04.

［5］史弘鹤，王殿春.降水入渗对非饱和土坡稳定性的影响［J］.西部探矿工程.2004.09.

［6］胡云进.裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析［D］.河海大学.2001.

［7］孙广忠.中国典型滑坡［M］.北京:科学出版社.1992.

［8］弗雷德隆德 D G，拉哈尔佐 H.非饱和土土力学［M］.陈仲颐译.北京:中国建筑工业出版社.1997.

P642.2

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1004－1184(2012)04－0191－02

2012－03－13

张坤(1985－)，女，辽宁本溪人，助理工程师 ，主要从事地质勘察设计方面工作。