降雨影响敏感型滑坡变形动态预测方法及排水洞效果研究

摘要

滑坡是常见的地质灾害，常常给工程建设造成巨大损失，并威胁生命财产安全。开展滑坡变形动态预测分析，研究滑坡治理技术，具有重要的现实意义。
　　 针对滑坡灾害受降雨影响敏感的特点，通过理论分析、数值模拟，结合现场调查和监测，对滑坡在变形过程中各种环境因素的影响方式进行了分析。探讨了滑坡蠕变发展、潜水影响滑坡位移、降雨补给潜水的预测方法，开展了坡体非饱和带滞水量对降雨补给潜水的影响，研究了排水洞措施在滑坡中的优化布置原则。通过以上研究，获得了以下主要成果和认识：
　　 (1)基于滑坡变形时序监测数据，开展了滑坡动态的自回归模型预测研究，提出将坡体位移转换为加速度后进行滑坡变形动态预测，从而消除了直接采用位移时间曲线的非线性对统计模型的影响。
　　 (2)将单因素的自回归时间序列模型推广到多因素向量自回归模型，实现了多种变量的时间序列分析。通过对潜水-滑坡位移、降雨-潜水、降雨-潜水-排水流量等三组关系实现量纲转换，使多种数据间具备了相关关系，从而建立了滑坡的解析-经验统计模型分析方法。
　　 (3)将潜水位变化与滑坡位移在剖面模型上进行量纲变换，在动力学层面上实现潜水位与滑坡位移加速度的量纲一致，从而将二者的转化量纳入向量自回归模型进行分析，达到可利用潜水位监测结果预测滑坡变形动态的目的。
　　 (4)把潜水位变化分解为降雨抬升与自然回落两个部分。以潜水的降雨抬升量与降雨量进行向量自回归模型的分析。通过潜水位对降雨的滞后响应特征以及降雨阈值的分析，提出利用降雨信息对滑坡进行提前预警；
　　 (5)对滑体中非饱和带滞水量进行了估算。以水量为转换指标，使降雨、潜水、排水洞的排水流量达到量纲一致。将潜水表达为释水量的形式，将三者纳入向量自回归模型中，根据前期潜水位较高条件下的降雨过程的数据拟合，获得计算模型，实现了前期潜水位较低条件下降雨过程中生成非饱和带滞水量的计算方法。通过滞水量与降雨入渗补给潜水效率的分析，得到了基于滞水量的降雨对潜水影响显著增强的阈值。
　　 (6)分析了滑坡治理中排水洞的适用条件，探讨了排水洞在滑坡治理中的应用效果，提出了排水洞布置的一般原则，揭示了排水洞在滑坡后缘定水头和降雨条件下分别发挥的功效。