优势渗流通道对黄土斜坡稳定性影响研究——以陕北芦草台滑坡为例

摘要

地质灾害不但是自然环境变化的客观存在,同时也是人类社会发展过程中难以避免的事件。黄土高原区地质灾害的主要类型为滑坡、崩塌、泥流等,其中滑坡对人类社会危害最大,也最为常见。黄土高原区绝大部分黄土斜坡地下水位埋深在基岩之下,形成了大厚度的黄土非饱和区,以往的调查研究表明,降雨尤其是大雨及瞬时暴雨是导致黄土滑坡的主要诱发因素。本文在综合前人研究的基础上,总结并归纳了非饱和黄土斜坡降雨入渗规律,全面概述了在非饱和黄土斜坡考虑基质吸力的极限平衡稳定性评价方法。
　　 通过野外调查,室内试验,获取了滑坡的相关土体参数,经过资料的整理和分析,恢复了斜坡的滑前地形。建立非饱和带斜坡降雨入渗有限单元二维模型,对三种降雨方案的斜坡入渗规律进行模拟,对比分析了水份在黄土斜坡的运移规律以及含水量在斜坡上的变化规律；针对黄土斜坡发育的优势渗流通道在降雨过程中斜坡下渗特点进行了模拟。以降雨入渗模拟为基础,建立了斜坡稳定性分析模型,采用极限平衡法对不同降雨强度和降雨持时的斜坡稳定性状态进行了计算。通过上面的研究工作,取得了以下几点认识:
　　 1、优势渗流通道发育是黄土斜坡在降雨后成灾的重要因素。
　　 2、在无优势渗流通道的情况下,降雨后水分在斜坡地表以下有限深度内运移,对斜坡稳定性影响较小。
　　 3、降雨在斜坡上的入渗特征:当产生地表径流时,雨水汇聚于优势渗流通道内,迅速入渗至深层土体,形成饱和区；当饱和区遇到弱透水层或基岩隔水层时形成上层滞水。
　　 4、采用了考虑基质吸力的Morgenstren-Price法对不同降雨强度和不同降雨持时的黄土斜坡进行稳定性分析,认为降雨在优势渗流通道作用下在土体深层形成的饱和区或上层滞水是斜坡失稳的主要因素。