降雨对黄土边坡稳定性的影响

定性地分析了降雨强度、降雨历时以及土壤渗水性对土壤含水率变化的影响,定量地分析了含水率变化与黄土抗剪强度的关系,并通过计算分析了不同入渗深度对黄土边坡稳定性的影响,得出对某一特定边坡均有一个临界入渗深度值。对于已形成的边坡可以根据临界入渗深度值,按预报的降雨强度和降雨历时,计算出可能的入渗深度,进而判断该边坡是否稳定;对于将要开挖的黄土边坡,根据不同的降雨频率,得出可能的入渗深度,按此入渗深度确定出合理的边坡型式。     

室内模拟降雨条件下黄土植被边坡径流试验研究

通过室内人工模拟降雨,分别对种植柠条锦鸡儿、披碱草的两个坡面土槽及一个裸地坡面土槽进行不同降雨强度、降雨历时以及不同季节的降雨试验,试验得出边坡种植柠条锦鸡儿和披碱草后降雨的产流量、产流历时、径流转化率等指标,按柠条锦鸡儿、披碱草、裸地顺序递增,雨后土壤含水量的变化是按裸地、柠条锦鸡儿、披碱草顺序递减。该项试验结果,对于进一步研究黄土植被边坡护坡水文效应、评价草本和灌木植物护坡贡献,以及有效防治水土流失、滑坡等浅层地质灾害的发生,具有重要的理论研究价值和实际指导意义。     

黄土边坡降雨入渗规律及其对边坡稳定性的影响

以位于青海西宁盆地的某黄土边坡为例,选取较为典型的3次天然降雨,研究了坡体土壤含水量变化和不同降雨历时、降雨强度下的降雨入渗规律,重点分析了降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响。结果表明,降雨过程中黄土边坡土壤含水量逐渐增加,降雨结束后随着雨水的继续入渗和蒸发,含水量又逐渐减小;在相同的降雨历时条件下,降雨强度12.50 mm/h时边坡土壤含水量及入渗深度均较降雨强度4.28和0.88 mm/h时大,且坡脚处含水量的增加幅度略大于坡顶;边坡土壤含水量从12.74%增加到27.91%,黏聚力从23.47 kPa降低到9.93 kPa,边坡安全系数从1.67降低到1.31,坡顶和坡脚处的剪应力值分别增大了1.76和17.24 kPa,说明坡脚处应力集中现象与降雨入渗密切相关。     

不同含水率条件下非饱和边坡的稳定性

[目的]试图改进现有初始条件考量方法,重点分析不同初始含水率条件下降雨入渗对边坡稳定性的作用机制,为滑坡预警提供参考。[方法]以甘肃省天水市廖集村滑坡为例,基于无前期降雨和有前期降雨作用下实测土层含水率结果,将其分别定义为天然和湿润状态,作为初始条件建立渗流与应力的流—固耦合物理力学模型。[结果]天然状态下,非饱和入渗迅速,但入渗仅局限于浅表层1—2m,稳定系数在入渗初期显著下降,但随着下渗的停滞而缓慢变化,往往形成浅表层滑坡;湿润条件下,土体持水缓慢,但能下渗到3—4m以下的较深部位,随着入渗深度的增大,土体软化作用加强,形成深部滑坡。所以,土体干燥状态时,进行7d的雨量预警是有效的防灾方法。对于连阴雨天气,土层较湿润,要注重对滑坡体4m以下部位孔隙水压力和坡脚位移形变的监测。[结论]土体初始条件对非饱和入渗和稳定性变化过程具有显著影响,是降雨触发型滑坡稳定性分析中不可忽略的因素。     

关于边坡防护形式对降雨入渗影响的试验研究

<正> 1 试验目的 通过模型试验,仿真模拟自然降雨对公路边坡的冲蚀及渗透等的破坏作用,评价和分析各种试验边坡条件下,不同边坡防护措施的强度、稳定性和耐久性,从而科学合理地确定不同土质边坡适合的防护措施、适宜的边坡比以及不同防护措施适合的边坡绿化方案。     

黄土浅层降雨入渗规律研究

[目的]探讨黄土浅层降雨入渗规律,为研究降雨黄土滑坡机理提供理论参考。[方法]以陕西省延安市大路沟滑坡为例,在不同深度裂缝处与非裂缝处布置监测仪器,结合数值模拟手段分析入渗规律。[结果](1)研究区浅层地表通过降雨入渗补给,蒸发排泄。降雨对土体含水量的影响主要体现在土体含水量对降雨的响应时间和响应程度上,存在一定的滞后性,并且随着深度的增加滞后性越明显,蒸发排泄对土体含水量的影响表现在土体的深度和受光面积上,土体的深度越大,土体体积含水量受到蒸发作用影响越小。(2)黄土浅层土体含水量对降雨十分敏感,当降雨量3mm/d时,黄土浅层地表土体含水量基本不受降雨的影响,当3mm/d降雨量40mm/d时,土体含水量随雨水的入渗而变化,并且含水量的变化与降雨量大小成正相关。[结论]由模拟不同工况下雨水入渗过程显示,在雨水入渗过程中,浅层裂缝对降雨入渗深度影响很小,并且研究区黄土入渗深度有限。     

降雨强度对紫色土工程堆积体边坡稳定性的影响

以重庆市紫色土工程堆积体为研究对象,结合室内土壤物理力学性质分析和Geo-Studio 2012软件计算不同降雨事件下工程堆积体的最危险滑动面和边坡安全系数,定量分析水土保持措施对工程堆积体稳定性的作用。结果表明:土壤容重随着降雨强度的增大而减小,不同降雨条件下各个坡位土壤容重均表现为坡上坡中坡下;小雨、中雨、大雨条件下土壤含水率分别为17.05%、18.80%和21.92%,即土壤含水率随着降雨强度的增大而增大;不同坡位的土壤粘聚力和内摩擦角有所不同,土壤粘聚力大小依次为坡上坡中坡下,而内摩擦角无明显变化规律。不同降雨事件的最危险滑动面和边坡安全系数明显不同,小雨、中雨、大雨条件下边坡安全系数为1.806、1.355、1.243;挡墙和削坡可以有效地提高工程堆积体的稳定性,边坡安全系数分别提高8.42%和6.59%。研究结果为生产建设项目工程堆积体水土流失防治提供科学依据。     

黄土边坡稳定性系数随坡度的变化规律研究

利用理正岩土边坡稳定性分析系统,对不同坡度的76例黄土边坡模型分别采用基于极限平衡条分法的瑞典法、简化毕肖普法和简化简布法进行定量计算,将计算结果进行统计分析,研究了黄土边坡的稳定性系数随坡度的变化规律。研究结果表明:黄土边坡稳定性系数随坡度的增大而减小,该过程大致可分为3个阶段,即坡度<55°时的陡降段、坡度>66°时的平缓段、坡度介于55°～66°时的过渡段;预测模型可用幂函数表达,拟合曲线的决定系数较高,通过验证该预测模型具有合理性,可用于计算具有相似条件的不同坡度的黄土边坡稳定性系数。     

模拟降雨条件下工程边坡土壤磷素流失特征

[目的]探究西南高山—亚高山地区工程边坡土壤磷素流失机理,为同类型工程边坡生态环境恢复研究提供理论依据。[方法]采用室内人工模拟降雨试验及原状土搬迁等方法,研究在2种坡度(30°,50°)和4种雨强(25,45,65,85 mm/h)条件下工程边坡全磷(TP),泥沙全磷(STP),溶解态磷(DP)迁移变化特征及其与土壤侵蚀状况的关系。[结果]①工程边坡径流平均DP浓度整体较低且受雨强影响较小,STP浓度在降雨初期较高,随之降低或趋于稳定。②不同雨强下工程边坡DP流失率、STP流失率变化曲线具有明显差异性,当雨强为25 mm/h和45 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率较低且较为稳定;当雨强为65 mm/h和85 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率迅速上升后趋于稳定;当雨强由45 mm/h增至65 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率迅速增大。③土壤侵蚀率与DP流失率、DP平均浓度、STP流失率和浓度、TP流失率有极显著正相关关系;径流率与DP流失率、STP流失率、TP流失率、DP平均浓度有极显著正相关关系,与STP浓度无显著相关关系。工程边坡TP流失率随径流率、土壤侵蚀率皆以幂函数形式逐渐增加。[结论]雨强和坡度对工程边坡磷素流失动态变化特征具有显著的影响且整体呈现出先增后减的趋势。     

用于边坡侵蚀研究的一种多强度降雨模拟装置

为了获得条播作物边坡上的侵蚀、径流和泥沙资料,研制了一种新型降雨模拟装置。此装置提供的降雨强度范围大,且其雨滴击溅力与天然降雨很接近。结果表明,条播作物地边坡上容易发生较高的侵蚀速率,而且泥沙粒径因土壤质地不同而有很大差别。     

降雨对黄土裸坡坡面形态影响的室内模型试验

黄土高原坡面的侵蚀主要发生在降雨集中的6-9月,坡面会遭到严重破坏,更甚者造成滑坡.建立了黄土裸坡的室内模型并模拟人工降雨,通过综合监测来观察降雨过程中坡面形态的变化并分析降水人渗对黄土滑坡的影响.试验结果表明:(1)降水入渗速率由快到慢;径流量/入渗量的值随时间先增长,再减小,最后稳定;坡顶的降水入渗速率始终大于坡面;(2)坡顶首先产生贯通的拉裂缝,然后坡体内部产生局部微小竖向裂缝,位移方向为坡顶下方竖直向下,坡面下方略大于45°;(3)坡面侵蚀经历了“片蚀-沟蚀一沟间坡面面蚀向深切和侧蚀发展”的过程,最终沟岸发生崩塌,坡面因受侵蚀呈整体下降趋势;(4)坡面崩滑从坡趾处自下而上发展.     

变雨强对黄土坡地水土养分流失机制研究

通过人工降雨装置模拟了一次降雨事件中3种雨强变化(100,130,160mm/h)对黄土坡地径流、泥沙及养分含量变化的影响。结果表明:(1)降雨过程中,雨强的变化是影响地表产流的重要因素,雨强由大到小降低的产流量明显高于雨强由小到大渐增的产流量;(2)径流产沙过程中,雨强由小到大渐增的降雨产流携沙量最多,对坡面土壤侵蚀最严重;(3)变雨强对养分流失影响与径流相似,雨强由大到小降低的降雨养分流失累计量高于另外2种降雨,表明初期雨强较大的降雨对于坡地养分流失最严重。     

裂隙岩质边坡非饱和降雨入渗特征分析

[目的]研究降雨入渗过程中,裂隙岩质边坡渗流场和暂态饱和区的变化规律,为裂隙岩体降雨入渗规律、工程技术及水土保持方面的研究提供支持。[方法]基于非连续裂隙模型,采用Matlab编制裂隙岩体渗透张量的计算程序;基于等效连续介质渗流模型,采用FLAC3D内置的FISH语言编制程序进行非饱和渗流分析。[结果]依托实际工程分析得出了裂隙岩体的渗透张量,在降雨过程中随着降雨强度的增加或者降雨时间的延长,边坡表层区域零孔隙水压力面不断向内部发展,暂态饱和区的范围不断扩大,且暂态饱和区的出现发生在降雨强度大于边坡的入渗率的情况。[结论]采用非连续裂隙网络模型和等效连续介质渗流模型对裂隙岩质边坡降雨入渗分析能较好反映裂隙岩体各向异性和非饱和渗流的特点。     

不同坡长与雨强条件下坡度对细沟侵蚀的影响

采用室内纯净水人工模拟降雨试验,以坡度为10°,15°,20°和25°,土槽为5,10m2两种规格,进行了降雨强度分别为1.5和2.0mm/min的降雨试验。利用三维激光扫描仪对每一场降雨前后的坡面进行监测,分析了不同坡长,降雨强度条件下坡度对细沟侵蚀的影响。结果表明,产流时间随坡度的变化并没有显著的规律性,跌坎出现时间随坡度的增加而缩短,产流时间与跌坎出现时间主要由降雨强度控制,坡长增长对产流时间的提前有促进作用。径流量随着坡面由缓变陡呈现先增加后减少变化,在降雨总量相同,不同雨强条件下,坡面径流量差异不大。坡面侵蚀量随坡度的增加而增大,降雨强度在一定程度上增强坡度对侵蚀量的影响,而坡长在一定程度上会减弱坡度的影响。侵蚀速率随降雨历时的变化速度随坡度的增加表现为先增加后减缓,并存在临界坡度。降雨强度和坡长会增强坡度对侵蚀速率的影响。     

人工降雨条件下植被覆盖对黄土坡面养分随径流泥沙迁移影响的试验研究

植被覆盖可有效保护地表,抑制产流产沙过程,进而影响坡面养分迁移过程.选取黄土高原典型白羊草和铁杆蒿草地,通过人工模拟降雨试验(雨强60 mm/h,历时60 min,坡度15°),研究植被不同盖度下(10％,20％,30％,45％,60％,80％)坡面径流、泥沙养分特征.结果表明:(1)土壤有机质、全氮和全磷含量均随植被...     

连续降雨作用下褐土坡面侵蚀及其水动力学特征

为研究在长时间降雨侵蚀过程中北京褐土坡面侵蚀特征及其水动力学机制,通过室内人工模拟降雨试验,分别在60,90 mm/h雨强下对褐土坡面进行连续10场次降雨试验,探讨了坡面侵蚀过程中的产流产沙特征及其与水动力学参数间的关系。结果表明:(1)在雨强及次降雨量较一致的条件下,随降雨场次增加坡面次降雨产流量变动较小,而次降雨产沙量变化较大,60,90 mm/h雨强下次降雨产沙量的变异系数为23.94%和59.88%,且第10场降雨的产沙量仅为第1场降雨的59.74%和22.28%;(2)连续降雨条件下,平均次降雨产沙速率随雨强增大而增大,径流含沙量随降雨时间呈幂函数下降趋势;(3)受褐土坡面细沟形态变化和土壤粗化的影响,60,90 mm/h雨强下坡面径流平均流速分别随降雨时间呈指数函数和幂函数下降趋势,弗劳德数亦表现出相同趋势;坡面径流阻力系数随降雨历时均呈对数函数增加;(4)长时间降雨侵蚀条件下径流含沙量与平均流速、弗劳德数、阻力系数、径流功率相关关系极显著,其中平均流速是径流含沙量变化过程中与其关系最为密切的水动力学参数,径流含沙量的变化深刻受到坡面径流平均流速的动力作用过程影响。     

地震和暴雨工况下边(滑)坡稳定性分析方法评价

地震和暴雨同时作用是自然界中引发边(滑)坡灾害的一种极端工况.在分析地震和暴雨同时作用于边(滑)坡的稳定性时,现行规范只能采用将地震及暴雨影响简单叠加的方法.采用GEO-SLOPE软件,对川藏公路和西攀高速公路上的典型边(滑)坡工点,采用动力有限元与极限平衡理论相结合的方法,分析它们在地震和暴雨共同作用下的稳定性,探索采用将地震与暴雨工况简单叠加,以及地震和暴雨耦合分析这两种方法评价边(滑)坡稳定性的差别,并对现行规范计算方法的适用性作出评价.结果表明,地震和暴雨的耦合作用对边(滑)坡稳定性的影响大于地震、暴雨单独作用的叠加对边(滑)坡稳定性影响.     

模拟降雨条件下植被调控坡面水沙输出过程研究

为研究不同植被覆盖对坡面水沙输出过程调控效应,本文通过人工模拟降雨试验的方法,对3种典型的乔木灌木草本植被即构树、荆条和黑麦草,在坡度10°、降雨强度30 mm/h和坡度20°、降雨强度30 mm/h条件下的水沙输出的过程进行了试验研究,并对结果进行了综合分析。研究结果表明:3种植被整个产流过程的径流量均呈现先上升后逐渐稳定的趋势,产沙量呈先上升后下降,再逐渐保持稳定的趋势;构树、荆条和黑麦草均对坡面产流产沙过程有良好的调控能力,能够减少径流量和产沙量,其中黑麦草对产流和产沙均表现出较强的调控力,其次是构树,荆条最差。在对坡面径流流速的调控方面,流速整体呈现先增加后稳定的趋势,三者对径流流速的调控能力:黑麦草荆条构树。