人工降雨入渗边坡破坏试验研究-水利水运工程学报.PDF

第6期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.6 摇 2012年12月 HYDRO鄄SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2012 人工降雨入渗边坡破坏试验研究 1,2 2,3 1 1 1 张摇 磊 , 郭海庆 , 谢兴华 , 谈叶飞 , 邢小弟 (1. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京摇 210029;2. 河海大学 土 木与交通学院, 江苏 南京摇 210098;3. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室, 江苏 南京摇 210098) 摘要:建立室内人工边坡的降雨入渗模型,选取坡度为33.7毅的细砂边坡,在300 mm/ h 降雨强度下进行试验. 通过孔隙水压力传感器和自制含水率传感器监测试验中含水率、孔隙水压力的变化规律和分布情况及对边坡 稳定的影响,分析边坡表层以下4 cm及14 cm深处的含水率、孔隙水压力变化和3个时刻坡体的含水率、孔隙 水压力等值线图.分析结果表明,降雨入渗的整个过程中,下部的含水率、孔隙水压力都是最大的;边坡内部靠 近底层的区域,其含水率和孔压的变化需考虑趾部及下部水分入渗的影响,因为这些影响会造成该区域的等值 线密集. 关摇 键摇 词:边坡;含水率;孔压;等值线 + 中图分类号:TU413.6 2;TV139.14摇 文献标志码:A摇 文章编号:1009-640X(2012)06-0021-07 影响边坡稳定的因素除了边坡本身的物质成份、结构条件等内部因素外,还有如降雨入渗、库水位升降、 地震、人类活动等外部因素.物质结构条件是边坡本身固有的,其特性和状态决定着边坡的稳定状况.环境条 件最为活跃,是诱发滑坡发生的主要因素,对边坡变形和破坏的影响比较明显和迅速,它们通过影响边坡的 [1] 物质因素影响边坡的稳定性 .降雨是一种常见的天气现象,大量统计资料表明,绝大多数的滑坡发生在降 雨期间或降雨之后.高坝泄洪时的雾化雨强度是天然降雨的几倍到几十倍,对边坡稳定的危害也大大强于天 然降雨. [2-5] 以往的研究多注重降雨对边坡外部的动能作用 ,即雨水下落时的溅蚀作用与雨水形成的径流冲刷 作用,引起坡体岩土颗粒扩散、迁移、局部沉积,冲毁坡面植被层并在坡面形成错综复杂的冲蚀沟,侵蚀坡脚, 破坏坡体.对降雨入渗后边坡内部发生的水土物理作用进行系统性研究较少. 20世纪90年代以来,我国学者更加注重通过试验的方法研究降雨入渗条件下多物理量的变化规律. [6] 詹良通等 在湖北枣阳选取了一个11m高的典型非饱和膨胀土边坡进行人工降雨模拟试验和原位监测,对 边坡土体中的水分、孔隙水压力、应力状态以及土体的变形进行监测,探讨边坡中土-水相互作用机理和土 [7] 边坡失稳机理.胡明鉴等 在蒋家沟流域滑坡堆积斜坡上选定坡度42毅的试验场地进行试验,着重分析了降 [8] 雨条件下土体力学性质的改变和边坡稳定性的变化.谢妮 对非饱和土边坡进行野外人工降雨试验,介绍 了现场监测降雨量、表面径流量、孔隙水压力(吸力)以及含水量的测量方法、所需仪器及其埋设要点.为了 [9] 解降雨强度和累积雨量对边坡中水分入渗的效果及其对滑坡发生发展的影响,林鸿州等 进行了一系列粉 [10] 细砂边坡的模型试验,认为降雨型滑坡存在“门槛累积雨量冶.Huang等 在 1.77 m伊0.7 m伊1.5 m 的