降雨诱发滑坡物理模型试验研究

摘要

目前关于降雨诱发滑坡的形成机制，多数研究主要依据滑坡后的迹象推导概念性模型，缺乏滑前现场证据支撑，导致理解存在局限性。同时，鲜有研究从降雨如何渗入斜坡并影响岩土体的角度深入分析水的作用，这使得研究成果缺乏说服力。以沅麻盆地红层区麻阳苗族自治县内典型滑坡——大华坪村10组滑坡为原型，抽象出物理模型，开展室内物理模型试验，研究了不同降雨工况下边坡的变形特征、含水率和土压力的变化规律。随后通过数值模拟分析不同降雨工况下坡体孔隙水压力的分布特征和稳定性，进一步探讨了降雨诱发滑坡机制。研究结果表明，滑坡发育过程可划分为四个典型阶段，分别为初始均匀入渗阶段、坡表裂缝形成后的优势流入渗阶段、滑带附近雨水汇集阶段、地下水位抬升阶段。坡体含水率随距入渗界面距离的增加而递减，土压力则表现出动态响应特征，在降雨期间显著上升，停雨后逐渐衰减。不同降雨工况下，滑坡的宏观变形过程基本一致。在持续降雨条件下，坡体中后部土体呈现明显的鼓胀变形，并伴随推移式破坏的发展态势，坡体破坏程度与降雨强度表现有明显相关性，暴雨工况下的坡体破坏情况最严重。为提高降雨型滑坡预测精度，除前期有效累积降雨量外，有必要将临界降雨强度作为关键指标考虑。

关键词

滑坡 / 降雨 / 物理模型 / 红层 / 孔隙水压力

基金资助

国家自然科学基金项目(52078211); 湖南省自然资源厅科技计划项目(20230143DZ)