降雨对黄土边坡稳定性影响的分析
降雨对边坡稳定性的影响分析
降雨对边坡稳定性的影响分析摘要：降雨是地质灾害的主要诱发因素之一，也是工程基坑边坡事故的主要诱发因素。
边坡出现险情甚至直接导致了基坑的崩塌，也带来很严重的经济损失和人员伤害。
因此，考虑降雨影响的土坡稳定分析已成为一个急需解决的复杂工程问题。
关键词：降雨对边坡影响；边坡稳定性；影响分析Abstract: the rainfall is one of the main geological hazard factors, mainly induced by engineering excavation slope is accident factors. Slope danger even led directly to the foundation pit collapse, has also brought serious economic loss and personnel injury. Therefore, considering the effect of rainfall on slope stability analysis of complex engineering problems has become an urgent.Keywords: influence of rainfall on the slope; slope stability; impact analysis引言：边坡在雨季容易产生滑坡这是一个普遍现象，正常情况下这些边坡是稳定的，但随着降雨时间的推移和雨水的入渗作用，一些看来十分可靠的边坡也可能在雨季发生滑坡。
调查研究表明，绝大多数土坡失稳出现在降雨期间或降雨之后，可见降雨入渗对土质边坡稳定性影响具有重要意义。
而且滑坡作为一种地质灾害，由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性，一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一，而降雨又是诱发边坡滑坡的主要原因之一。
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是地球上水循环的重要组成部分，对自然界和人类社会都有着深远的影响。
在地质工程领域，降雨对边坡稳定性的影响尤为重要。
降雨类型对边坡稳定性有着不同的影响，深入理解和研究各种降雨类型对边坡稳定性的影响，对于科学地评估和预测边坡的稳定性具有重要意义。
1. 长时间均匀降雨长时间均匀降雨是指降雨过程持续时间较长，降雨强度相对较小，降雨分布相对均匀的降雨类型。
这种降雨类型对边坡的稳定性影响较为复杂。
在长时间均匀降雨的情况下，土壤中的水分会逐渐饱和，边坡体积重会增加，从而增加了边坡的重力作用，影响了边坡的稳定性。
长时间的降雨还会引起坡体内的渗流加大，土体内部孔隙水压的增加，使得孔隙水压力的增加所带来的抗剪强度降低，从而引起不稳定。
2. 短时强降雨3. 暴雨二、如何评价不同降雨类型对边坡稳定性的影响评价不同降雨类型对边坡稳定性的影响，需要综合考虑多种因素。
对于不同类型的降雨，需要考虑其强度、持续时间、降雨量等因素，了解其在一定范围内对边坡的影响规律。
需要了解边坡的地质结构和工程地质条件，包括边坡的岩土性质、坡度、坡形等因素，以及边坡周围的情况，如地下水位、地下水渗流等因素。
需要结合数值模拟和实地考察相结合，确定不同降雨类型对边坡稳定性的作用机制和破坏规律。
为了更科学地评价和预测边坡的稳定性，还需要建立边坡稳定性评价和预测模型。
这种模型应该尽可能全面地考虑不同降雨类型对边坡稳定性的影响，包括降雨的强度、持续时间、降雨量等因素，以及边坡的地质结构和工程地质条件等因素，从而更加准确地评价和预测边坡的稳定性。
针对不同降雨类型对边坡稳定性的影响，我们需要采取不同的应对策略。
对于长时间均匀降雨，需要加强对边坡的排水处理，防止潜在的渗流对边坡稳定性的影响。
对于短时强降雨，需要加强对边坡表面的防护措施，防止降雨冲刷对边坡的破坏。
而对于暴雨，需要采取更加严格的监测和预警措施，尽早发现潜在的边坡稳定性问题，并采取相应的疏散和防护措施，减少可能发生的损失。
降雨作用下的工程边坡稳定性的影响分析
降雨作用下的工程边坡稳定性的影响分析摘要：利用Geostudio模拟软件降雨对边坡稳定性的影响，主要分析降雨类型、降雨强度以及持续性降雨的影响，并简要探讨响应的加固措施。
主要结论如下：（1）不同类型降雨类型对边坡安全系数影响较大，边坡的安全系数的降低随着降雨强度呈正相关，中心型降雨作用下边坡安全系数最小。
（2）边坡在100mm/d和150mm/d的大暴雨情况下在48小时候边坡安全系数降为最低0.99和0.94，安全系数都小于1.3，依据前面边坡稳定性评价标准规定，需对坡体进行加固处理。
（3）考虑降雨强度30mm/d，持时12天后，边坡的稳定系数小于1.0，此时边坡失稳。
（4）降雨作用对边坡的稳定性影响较大，宜注意排水措施，根据实际情况采取相应的坡面防护。
关键词：边坡；降雨；防护措施；数值模拟1/61引言针对降雨对边坡稳定性影响方面的研究，国内外相关的学者进行了大量的研究工作。
广泛研究已表明滑坡灾害的发生与降雨天气具有紧密相联，降雨是引起滑坡破坏主要因素之一。
目前，有限元数值分析是一种较为常见的分析降雨作用下边坡稳定性的方法。
周家文等[1]研究降雨作用下非饱和边坡有限元渗流，发现降雨过程中，前表层土体出现瞬态饱和，边坡稳定性系数逐渐降低。
降雨结束后，边坡的稳定性继续降低，随排水增加而逐渐恢复。
蒋中明等[2]结合GeoStudio模拟软体分析某高速公路软岩边坡长期降雨条件下的渗流情况，将边坡的到渗流场导入有限差分软件FLAC3D分析其稳定性。
降雨结束后一天时间内，边坡稳定性系数仍持续降低，由于雨水逐渐排除，边坡稳定性逐渐上升，随着降雨结束后时间延长，岩土体由于软化特性导致边坡稳定性又会逐渐下降。
Adarsh S. Chatra等[3]结合FLAC3D 软件分析降雨条件下的边坡的稳定性分析，研究降雨强度及持时对边坡的孔隙水压力，土体位移等指标的变化。
鉴于前人已有的研究成果，本文利用Geostudio软件模拟降雨对土质边坡稳定性影响，分析降雨类型、降雨强度以及持续性降雨的敏感因素，在此基础上简要探讨响应加固措施。
节理控制的降雨入渗通道对黄土开挖边坡稳定性的影响
山 地 学 报 Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＭＯＵＮＴ Ａ Ｉ Ｎ Ｓ ＣＩ Ｅ ＮＣ Ｅ
Ｖｏ １ ． ３ １， Ｎｏ ． ４ ｐ ｐ ４ １ ３ ～４１ ７
呈浑 圆状 ， 河谷呈 树枝 状 ， 多为 “ Ｖ” 形 谷 。矿 区地 处 黄土低 山丘陵 区 ， 生态 环境 比较 脆弱 ， 水土 流失 较严
黄土地 区普遍发育 ， 而黄土 中天然存在的节理控制 着黄土开挖边坡地表水的人渗通道 Ｊ ， 节理在 降雨 作用下逐步发育成大 的落水孔 、 洞形成大的人渗通 道， 加 剧 了黄 土 开挖 边 坡 的破 坏 Ｊ ， 从 而 导 致 边 坡
收 稿 日期 （ Ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ｅ ） ： ２ ０ １ ３—０ ４—０ ９ ； 改 回 日期 （ Ａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ｅ ｄ ）： ２ ０ １ ３— ４ — ０ ２ ７ 。
基金项 目（ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ｍ ） ： 国家 自 然科学基金面上项 目（ ４ １ １ ７ ２ ２ ８ １ ） ， 中央高校基本科研业务费专项资金项 目（ 摇篮人才计划 Ｃ Ｕ Ｇ Ｌ １ ０ ０ ４ １ ３ 、 特 色学科 团队 Ｃ Ｕ Ｇ ０ ９ ０ １ ０ ４ ） ， 国家科技部 ９ ７ ３项 目（ ２ ０ １ １ Ｃ Ｂ ７ １ ０ ６ ０ ４ ） 资助。［ Ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌ Ｌ ｒ ￣ ｈ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ —
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是地球上常见的自然现象，它对大地造成了广泛的影响。
特别是对于地质工程中的边坡稳定性来说，降雨的影响更是不可忽视的。
降雨类型对边坡稳定性的影响主要表现在降雨对边坡坡面的侵蚀作用和降雨对边坡土体的渗透作用两个方面。
本文将从这两个方面对降雨类型对边坡稳定性的影响进行探讨。
降雨对边坡坡面的侵蚀作用是影响边坡稳定性的重要因素之一。
降雨在边坡坡面上形成的水流，会对边坡土体进行冲蚀和侵蚀，导致边坡坡面的凹凸变化，甚至形成沟壑。
尤其是在强降雨季节，河流水位上涨，洪水冲击边坡，加剧了边坡坡面的侵蚀程度。
不同类型的降雨对边坡坡面的侵蚀作用也有所差异。
强降雨往往引起陡坡地段出现大量的滑坡、泥石流等地质灾害，对边坡坡面造成严重的侵蚀破坏；而细雨虽然对边坡坡面的侵蚀作用相对较小，但长期的轻微侵蚀也会导致边坡坡面的稳定性受到影响。
对于边坡稳定性的综合评价，必须考虑到降雨对边坡坡面的侵蚀作用的影响。
降雨对边坡土体的渗透作用也是影响边坡稳定性的另一个重要因素。
降雨会使边坡土体中的土壤孔隙饱和，土体的重力和抗剪强度会随之减小，导致边坡的稳定性减弱。
不同类型的降雨对边坡土体的渗透作用也存在差异。
强降雨往往导致边坡土体饱和，引发边坡滑坡等地质灾害；而长时间的细雨虽然不能短时间内引起边坡滑坡，但会使边坡土体长时间处于饱和状态，逐渐削弱土体的抗剪强度，从而增加了边坡失稳的可能性。
不同类型的降雨对边坡土体的渗透作用也需要进行综合评价，以更好地判断边坡的稳定性。
针对不同类型的降雨对边坡稳定性的影响，我们需要采取相应的对策来保障边坡的稳定。
对于强降雨造成的边坡坡面侵蚀，我们需要加强对边坡坡面的加固和保护。
可以采用植被覆盖、搭设护坡网、设置止水带等方式来减少降雨对边坡坡面的侵蚀作用。
对于降雨引起的边坡土体渗透作用，我们需要增强边坡土体的排水能力，以减少土体饱和状态的持续时间，从而提高边坡的稳定性。
可以采用排水沟、排水管等方式来加强边坡土体的排水能力，防止降雨引起的土体饱和现象。
降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响
４５１
件，首先对边坡在降雨入渗过程中内部渗流场的变化进行数值模拟，得出一定时段内降雨人渗 的范围。并用边坡稳定性计算软件对此时的边坡稳定性进行计算，得到边坡在降雨不同历时
的稳定性变化．以便研究降雨人渗对黄土边坡稳定性的影响。
３．１渗流有限元分析的基本原理
应用有限元法分析降雨的渗流作用，首先需要将土体离散为许多单元。三角形及四边形 单元常用于有限元的划分，如图１所示，表示用三角形和四边形单元离散坡体，计算时再次 将每个四边形离散成两个三角形。分割单元的线在节点处相交，根据边界条件求解水流控制
为非透水的岩石边界条件。
３．３边坡降雨入渗规律
降雨时出现坡体人渗和坡面径流两种现象，随着降雨时间的增长，坡体人渗深度也随着
增大，但是并不是随着时间的增长成比例的增加，它的入渗是由外到里随时间成曲线减小。
如图４和图５所示，其中上部绿色区域为雨水入渗区域，下部蓝色匠域为非人渗区域，在降 雨２４小时，计算坡台入渗深度大约为８０ ｃｎｌ，坡面人渗深度大约为６０ ｃｍ；实际测量值坡台
口＝ｎｑ／（１＋ｅ）
（３）
４５２
第二届全国岩土与工程学术大会论文集 ｔ。；５．５矿“
（４）
其中渗流分析采用的土水特征曲线如图２和图３所示。
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的变化。边坡稳定性分析采用的坡体强度参数见表ｌ所示。
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降雨人渗区域 降雨非人渗区域
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降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是自然界中常见的现象，而降雨对于地质环境中的边坡稳定性具有重要的影响。
在不同的降雨条件下，不同类型的降雨对边坡的稳定性产生不同程度的影响。
本文将重点探讨降雨类型对边坡稳定性的影响，并探讨其可能的原因和解决方法。
在地质环境中，常见的降雨类型包括持续性降雨、短时强降雨、暴雨等。
不同类型的降雨对于边坡的稳定性造成的影响也不同，具体表现在下面几个方面：1. 持续性降雨持续性降雨通常会在较长的时间内持续不断地降落，其对于边坡的影响主要表现在土壤水分的积累和渗透。
由于土壤的吸水能力和渗透能力有限，过多的水分会渗透到土壤中，使土壤饱和，从而降低了土壤的抗剪强度，导致边坡的稳定性下降。
持续性降雨还会增加坡面产生裂隙和滑坡的可能性，对于边坡的稳定性造成不利影响。
2. 短时强降雨短时强降雨是指在较短的时间内下大雨，其对于边坡的影响主要表现在对土壤的冲刷和侵蚀。
由于短时间内的大雨量会导致土壤迅速流失和冲刷，使得边坡表面土壤松动、坡面产生裂隙，甚至引发表层土壤滑坡。
而且，短时强降雨还会导致边坡上部的沟道加深、沟壑扩大，进一步影响了边坡的稳定性。
3. 暴雨暴雨是一种极端的降雨类型，其对于边坡的影响更加直接和严重。
暴雨会导致大量的降水瞬间涌入土壤中，使得土壤饱和并且产生滞留水。
由于暴雨的降水强度大，还会对土壤造成冲刷，增加了土壤的松动和滑动的可能性，从而使得边坡的稳定性受到了极大的威胁。
1. 水分对土壤抗剪强度的影响不同类型的降雨在短时间内会改变土壤中的水分含量，使得土壤的力学性质发生变化。
较大的水分含量会使得土壤中的极限剪切力减小，从而影响了土壤的抗剪强度。
当土壤的抗剪强度减小到一定程度时，土壤就会发生松动、滑动，从而导致边坡的稳定性下降。
2. 土壤侵蚀和冲刷加剧了边坡表面的破坏三、降雨类型对边坡稳定性的影响及其防治措施由于不同类型的降雨对边坡的稳定性造成的影响存在一定的差异，因此在进行边坡稳定性评价和风险防治时，需要针对不同类型的降雨给予不同的应对措施。
降雨入渗深度对边坡稳定性的影响
成大量的边坡ꎮ 近年来ꎬ随着全球气候不断变暖ꎬ降雨导致边坡
定性的影响机理ꎬ对比分析降雨入渗深度对非饱和土基坑稳
失稳的现象愈加增多ꎬ造成了大量的财产损失和安全事故ꎮ
定性的影响规律ꎬ为后续研究非饱和土边坡危险预警与防护
因此ꎬ国内外学者对降雨入渗边坡稳定性问题进行了大
量的研究ꎮ 翁新海 [１] 等针对不同降雨强度边坡稳定性进行
工程方面的工作ꎮ
图 １ Ａ 点在 ｙ 方向上的能量
其中ꎬＡ 点的重力势能 Ｅ Ｇ 如下:
Ｅ Ｇ ＝ ｍ ｗ ｇＨ
(１)
福建建设科技 ２０１９ Ｎｏ ６
５８
■岩土工程
式中ꎬＥ Ｇ 为重力势能ꎻｍ ｗ 为 Ａ 点水质量ꎻｇ 为重力加速
度ꎻＨ 为 Ａ 点距基准面高度ꎮ
Ａ 点由土体压力引起的 ｙ 方向的能量分量 Ｅ ｐ 为:
提供借鉴ꎮ
１ 非饱和土边坡最大降雨入渗深度理论分析
数值模拟分析ꎬ结果表明当降雨强度较大时ꎬ边坡安全系数迅
对于土质边坡ꎬ坡面湿润土体蒸发、植物根系吸水等现象
速降低ꎬ在降雨停止时安全系数最小ꎬ雨停后安全系数逐渐恢
的水份流失量远远小于降雨期间雨水渗入量ꎬ因此可以忽略
复自然状态ꎮ 彭瑶 [２] 等采用针孔式人工降雨模拟土体中存在点 Ａꎬ其能量条
明降雨入渗会造成边坡土体软化ꎬ进而降低土体抗剪强度ꎮ
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郭震山
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大量 的黄土力学研究结果 表明 ， 天然 结构的黄土 ， 当含
坡稳定 。
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『水 率 增 加 时 。 力 学 性 质 随之 变 化 ， 剪 强 度 的 两 个 参 数 ， 其 抗
即凝 聚 力 和 内 摩 擦 角 均 降 低 ， 致 黄 土 的抗 剪 强 度 降 低 ， 导 使
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娜 枷 啪 瑚 …
ｌ 量 分 多 因 对 饱 土 坡 定 的 响步 如 定 地 析 种 素 非 和 边 稳 性 影 ，骤
原 本 稳 定 的 边坡 可 能 变 为 不 稳 定 ， 生 边 坡 失稳 。 发
．
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５ ６ ８ １５ ３ ２２ １ ２１９ １． ２１４ １２ ８ ７ ．０ ． ． ２ ６ － ２ ．
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Ｉ或降雨之后， 一个地 区的滑坡发育到一定程度有随降雨量增
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１ ８ ０１ １７９ ２１２ １ ９ ２０８ ２ ８ ２ ５ ０ ９ ． ５ ． ０． ． ０． ０．
’ 、 土 丘 陵 和 黄 土 梁 边 ， 陡 坡 地 段 滑 坡 活 动 比较 活 跃 ， 源 黄 在
滑 坡 事 故 频 繁发 生 ． 人们 生 命 和 财 产 安 全 带来 极 大 威 胁 给
｝ 法计算非饱和黄土边坡安全系数； 分析多种因素对非饱和土 ｌ 边坡稳定性的影响。 Ｉ 根据文献Ｉ 非饱和黄土的粘聚力按下式计算： ５ １ ，
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图１坡 对 全 数 影 高 安 系的 响
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边 坡 安 全 系数 减 小 ， 降雨 历 时 增 加 ， 度 越 大 ， 全 系 数 减 随 坡 安 小 值越 大 。由于 坡 度 增 加 ， 雨 弓 起 的 坡体 浸润 区高 度 增 加 降 ｌ
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全 系数 降低 ， 且安 全 系 数 的 减 小 值 随坡 高 的 增 加 而 增 大 ， 随
雨量 、 雨历时等。 降
降 雨 历 时 增 加 ， 高 越 高 ， 全 系 数 减 小 值 越 大 ， 利 于 边 坡 安 不
ｌ ： 坡 水 转 为 坡 强 场 重 场用 肖 ３坡度对安全系数的影响 下 含 量 化 土 的 度 和 量 ；毕 普 将
含 水量 对 黄 土 边 坡 安 全 系数 的 影 响 。 关 键 词 ： 土边 坡 ； 全 系数 ； 黄 安 非饱 和 土
０引 言
ｌ 我 国是 世 界 上 黄土 分 布 面 积 最 广 的 国家 之 一 ， 约有 ６ 万 ４
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降雨对黄土边坡稳定性影响的分析
魏 月娟 ， 韩云 山 ， 孙 华 东
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中北大学理学院（３０１ ００５）
摘 要 ： 于非 饱 和 黄 土 的 抗 剪 强 度 特 征 ， 基 分析 比较 了降 雨条 件 下 不 同坡 高 、 度 、 始 干 密度 、 始 坡 初 初
为 严 重 的 地 质 灾 害 ， 黄 土 高 原地 区 ， 质 边 坡 广 布 在 黄 土 在 土
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土 体 于 密 度
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土体含水量 （ ％）
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西 的 中 、 部 ， 蒙 古 伊 克 昭 盟 的 南 部 和 西 部 ， 西 的 大 部 北 内 山 分， 河南 西 北 部 以 及 山 东西 部 等 地 。黄 土 滑坡 是 黄 土 地 区 最
多而 增 强 的规 律 。 黄 土 边 坡 的 稳 定 性 与 降 雨 的关 系 较 为 复
以坡度 ４ 。 干密度 １３／ｍ 、 始含水量 ２ ％的边坡为 ５、 ．ｇ 初 ｃ １
例 ， 讨 坡 高 对 安 全 系 数 的影 响 ， 算 结 果 如 网 ｌ所 示 。 从 探 计
杂 ， 内 因 和 外 因 两方 面 。 内 因 为 降雨 前 土 壤 的 含 水 率 、 有 黄