自然条件下黄土滑坡预测方法的试验研究——以正城滑坡为例

摘要

黄土滑坡作为黄土高原地区最常见的地质灾害之一，因其破坏性、突发性和影响范围较大给当地人民的生命安全和财产安全带来严重威胁。此外，黄土分布面积较大，预测方法不成熟，监测系统广泛应用较困难以及部分滑坡治理费用较高等因素使得黄土滑坡的预测预报方法一直是滑坡研究的重点和难点。实际上，由水诱发的滑坡占黄土地区发生滑坡的很大比例，此类滑坡发生的实质是滑带土由于水的渗透作用导致抗剪强度降低发生变形破坏的过程，因此为了进一步研究黄土滑坡预测预报方法，为黄土滑坡发生提供依据，本文以正城滑坡为研究对象，对重塑滑带土试样进行不同含水率下的三轴试验，对试验数据结果进行处理分析，得到的主要结论如下： （1）根据野外调查资料分析，正城滑坡是由于降雪融水顺着坡体裂缝渗透入潜在滑面，滑带土抗剪强度降低从而发生破坏导致的。在分析滑坡发育过程和形成机制的基础上，为了进一步研究水对滑坡的影响，对15.28%、17.95%、20.25%、22.56%、25.32%、27.55%和 30.24%等不同含水率下的重塑滑带土试样进行 CU 试验研究，得到不同含水率下滑带土的偏应力—应变曲线，表明随着含水率的增加，滑带土破坏时的偏应力越低，同一含水率下，破坏时的偏应力也会随着围压的增加而增加，此外还得到了抗剪强度参数 c值和 φ值随含水率的变化规律，发现 c值和 φ值都随着含水率的增加而降低，但是 c 值对水的敏感性更高，降低得更快，并且含水率在塑限附近时，c值有明显的降低。 （2）根据滑带土的三轴试验结果，可以得到不同含水率下滑带土的临界状态线，通过对比 20.25%和 30.24%含水率下滑带土的临界状态线，可以发现高含水率滑带土的临界状态线位于低含水率的下方，说明含水率较高时，滑带土更容易达到临界状态。此外，通过 Mohr-Coulomb 强度准则得到破坏偏应力 q 和有效平均应力 p＇与抗剪强度参数的关系加上滑带土 c值和 φ值随含水率变化规律的定量关系，最终可以建立滑带土临界状态线与含水率的数量关系，并且通过北黑河高速公路扩建工程 K177+500路段山体滑坡的验证，发现通过某一含水率下的滑带土临界状态线结合其应力状态可以为滑带土是否破坏与滑坡发生提供一定依据。 （3）一般认为滑坡的“启动含水率”为滑带土的塑限，实际上要预测滑坡发生还需要确定滑坡发生时滑动面上超过塑限的点的临界百分比，因此，本文首先通过 MIDAS 软件模拟正城边坡渗流过程，结合反算法得到的滑坡启动强度参数，最后利用 MATLAB 程序计算得到当滑动面上62.5%的点的含水率超过塑限时滑坡发生。因此，可以通过计算结果并利用监测滑带上点的含水率的方法为滑坡预测提供依据。

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