強降雨作用下滑坡穩定性分析

摘要：隨著經濟社會的不斷發展，自然資源的可再生效率難以維持，植被破壞嚴重，造成了大量水土流失現象，不利于人與自然的可持續發展策略。滑坡是一種嚴重的巖、土質失穩現象，降雨引起的坡體滑動稱為滑坡。滑坡的發生與地質條件、巖土結構等內部因素密切相關，但另一方面又受到不同外力的作用，特別是大量降水，無疑是導致滑坡的最重要外在因素之一。

關鍵詞：坡體;滑坡;穩定性;降雨

1? 滑坡基本特征

滑坡的基本特征一般包括兩個方面，一方面是地質條件和地貌條件，地質環境條件問題通常與以下幾個方面有關：

1.1? 土質結構。一般來說，不同類型的巖土形成的滑體具有松散的下伏巖土結構，銳度低，耐候性差，其性質受水的影響可能發生變化，如松散超載，一些特殊地質如紅粘土、泥巖、煤體層、凝灰巖、板巖、板巖、千里巖和軟硬巖層等易受滑坡應力影響。

1.2? 地質建筑條件：巖石而構成斜坡的土壤只有被不同層次的結構物切割分離后才能向下滑動，同時，結構物層次為降水和其他地下水進入斜坡提供了通道，因此斜坡是有節理裂隙的，特別是平行和垂直坡體結構面陡坡和順坡結構面緩坡發生漸變時，裂縫和滑坡最易發生滑坡。

1.3? 地形土質條件：滑坡只有在一定的土質和坡度下才能發生，一般來說，河流、水庫和溝渠的坡體、開闊地帶的坡體、鐵路、高速公路坡體都是受到地貌影響的，一般有十度到四十五度的傾斜。

1.4? 水文地質條件：地下水活動會毀壞坡體的結構，對滑坡的形成有著重要影響，會對巖土進行軟化，增加其重量，降低抗剪能力。特別是滑動面（帶）的軟化和強度降低最為突出。在現今地殼運動區和頻繁活動區人類工程活動中，有許多山體滑坡。而外在的干擾因素，會對坡體的結構和土質構成進行改變，從而致使滑體不穩定。外部因素一般包括降雨、降雪、地下水和人為活動。對人類來說設計不合理的工程，如坡體開挖、上部荷載、輻射、水庫蓄水、采礦等，都會引起滑坡，而海嘯、暴雨洪水、冰凍和露水等影響也會引起滑坡。

2? 滑坡穩定性的影響分析

通過整理歸納，降雨誘發滑坡的作用方式有即穩定性影響因素主要有以下幾種：

2.1? 降雨降低基質吸力。降雨后大量水分滲入土壤坡地，降低了坡地的吸收能力，使之成為一種增塑狀態，導致更大的結構破壞和抗剪能力降低的危害。若在坡體較濕、吸水特性一般的坡體部位出現大量雨水滲透，則會降低土質的抗剪能力，減少潛在滑體的粘合力和摩擦力，改變了坡體的結構。在降水過程中，地下水浸泡巖石的風化面或不同的粘土層中，坡體土質、巖質被水分軟化，形成滑動面。同時，形成了削弱潛在滑動體自重穩定和增大潛在滑動體側向力的水壓力的驅動力，從而加速巖石風化，最終導致坡體失穩。降雨誘發滑坡是一個動態過程。在雨水不斷深入的情況下，巖土含水量上升軟化、尖銳度降低，雨水滲入巖面（隔水面）成為潤滑劑，接觸面的滑動性變弱，導致滑坡。

2.2? 水與土壤的相互作用。通過降水滲入巖石和土壤形成孔隙和裂縫：一種是結合水，另一種是非結合水，也就是自由水，特別是重力水和毛細水。由于巖土體自身的吸水性，水分子與粒子表面相結合，形成粒子表面的水膜。重力水是滲透水的一部分，可以根據其本身的重力移動。

由于巖石的組成和結構各不相同，巖石具有不同程度的強度和抗剪能力，單個軸的壓力強度和彈性特性因顆粒大小（即從沙巖到巖石）而異。這表明沙巖和石灰巖的強度和剛性較高，而巖石的沉積相對較弱，巖石的強度和密度較低，而水溶液可能對巖石的變形和強度產生強烈影響，原因是水分的加入增加了巖石的分子活性，使巖石裂縫中流體或氣體產生孔隙水壓。影響部分包括壓力和結構運動抑制產生的載荷，降低巖石的彈性拉伸極限，它還會降低巖石的抗剪能力，從而導致剪切落差。

3? 滑坡失穩機制分析

斜坡的結構特征是坡體穩定的內在原因，暴雨和持續降水是誘發滑坡的主要因素，坡體具有獨特的結構特征。在連續降雨和坡頂及坡腳擴路施工的影響下，坡體出現了許多裂縫。雨水通過連續降雨進入坡體，使巖土體軟化變形，大量雨水沿地表裂隙滲入巖石，在巖石表面形成排水帶。泥巖在水中長期浸泡，軟化，銳度（抗剪能力）降低，受上述影響，在一定的坡度和自身重量下，巖體失穩沿坡體表面滑動。

4? 滑坡體穩定性研究

計算的目的是為評價滑坡的穩定性以及滑坡預防、治理的準備工作奠定基礎，計算中考慮了降雨和地震條件，此次計算以石槽地區為案例，分析計算中考慮的主要荷載為：滑坡重量（包括天然地下水位）、地面荷載、10年一遇暴雨和地震力，分為以下幾種情況：

5? 計算參數選取

通過相關理論計算經驗并參考實例進行實驗分析，確定石槽區域坡體穩定性的相關參數選取：

6? 計算方法

據滑面形態，本次滑坡穩定性計算采用平面滑動法和傳遞系數法計算滑坡的穩定性。

6.1? 平面滑動法

6.1.1? 穩定性系數計算公式

7? 計算結果分析

根據上述參數及公式進行計算分析，在三種不同工況下的滑坡穩定性計算結果如下：

由表可知，坡體T0和T1在正常情況下處于結構穩定狀態，基本不會發生滑坡，坡體T0在暴雨作用下處于不穩定狀態，而在暴雨+地震的工況下結構十分不穩定。坡體T1在降雨作用下也處于安全狀態，結構基本穩定。

8? 結語

降水引發坡體滑坡災害的評估和防治工作需要更加廣泛和深入，要更全面地認識降雨滑坡的危害性，加強多學科、多部門的合作交流，做好降雨滑坡的形成和發展有效地預防和控制，減少災害損失。此外，降雨對滑坡的誘發作用主要體現在地表水的增加、巖土的滲透、邊坡自重增加、孔隙水壓力的增加，從而導致坡體的平衡破壞而產生滑動，具體影響作用有待進一步分析。

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作者簡介：賴聲洪（1986.3-），男，漢，江西贛州人，本科，工程師，研究方向：建筑結構設計