摘要：文章從多角度探討了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的破壞機(jī)理以及以降雨為主的邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的分析方法。使建立在這些認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的邊坡穩(wěn)定性分析方法和滑坡防治措施將更有理論依據(jù)，也更符合實(shí)際情況。并展望了邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的發(fā)展趨勢(shì)，為進(jìn)一步研究邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治邊坡失穩(wěn)提供參考。

　　關(guān)鍵詞：降雨;邊坡失穩(wěn);邊坡穩(wěn)定性

　　影響邊坡穩(wěn)定性的因素是多種多樣的，大體上可分為外在因素和內(nèi)在因素。相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性分析方法可分為分別以內(nèi)因和外因?yàn)橹鞯膬纱箢惙治龇椒ā１疚膶?duì)降雨如何誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的機(jī)理和降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的分析方法作一總結(jié)和探討，使邊坡穩(wěn)定性分析方法和滑坡防治措施更有理論依據(jù)，也更加符合實(shí)際情況。

　　一、降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的機(jī)理分析

　　在自然界中常可以看到有些邊坡很陡，但長(zhǎng)時(shí)間卻很穩(wěn)定，而有些邊坡雖然很緩，卻在暴雨、連續(xù)陰雨期間或降雨過后發(fā)生失穩(wěn)。據(jù)研究，邊坡土體的負(fù)孔隙水壓力(或基質(zhì)吸力)在

　　錨桿錨固劑 樹脂藥卷 型號(hào)、用量/ 根 Z2540，1 卷

　　錨桿錨固劑型號(hào)、用量 K2630，8 卷 錨索預(yù)緊力 69kN

　　錨桿預(yù)緊力 錨桿垂直 69kN

　　錨桿不垂直 73.4kN

　　支護(hù)方案 錨桿+ 金屬網(wǎng)+ W 鋼帶+ 錨索補(bǔ)強(qiáng)聯(lián)合支護(hù)

　　四、煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)的展望

　　經(jīng)過多年的理論研究和技術(shù)積累，煤礦錨桿支護(hù)已逐漸成為煤礦開采的重要技術(shù)，但該技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到相關(guān)理論、力學(xué)測(cè)試、施工方法、材料適用等多方面內(nèi)容，還可以通過積極開展巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測(cè)試，研究易于現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員掌握的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法，開發(fā)錨桿支護(hù)新材料和支護(hù)施工機(jī)具新品種，進(jìn)一步完善錨桿支護(hù)技術(shù)相關(guān)理論技術(shù)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 劉泉聲，時(shí)凱，黃興.臨近巷道掘進(jìn)擾動(dòng)效應(yīng)下巷道變

　　非飽和土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性方面起了重要作用。降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的機(jī)理及其與降雨類型的關(guān)系已被廣泛研究[4][5] 。降雨影響邊坡穩(wěn)定性及誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用和機(jī)理是多方面的，其作用機(jī)理如下所述。

　　(一)基質(zhì)吸力降低

　　工程中，多數(shù)時(shí)候遇到的邊坡均為非飽和土體邊坡。降雨入滲使得邊坡非飽和帶非膨脹

　　土體的基質(zhì)吸力降低，產(chǎn)生暫態(tài)飽和，使坡體土體達(dá)到塑性狀態(tài)。基質(zhì)吸力的降低，則會(huì)導(dǎo)致邊坡非飽和帶土體的抗剪強(qiáng)度下降[6] ，也即土的c'、φ'值大幅下降。例如黃土當(dāng)含水量小于15% 時(shí)，c'、φ'值均較大(c'=57 kPa，φ'=28.4°)，但當(dāng)含水量接近飽和狀態(tài)時(shí)，c'、φ'值均降低(c'=26 kPa，φ'=18.9°) 。這是造成突發(fā)性滑坡的作用機(jī)理，降雨入滲引起非飽和土的基質(zhì)吸力減小，土粒間膠結(jié)軟化，吸附凝聚力減小。降雨強(qiáng)度愈均勻，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)愈低[7] 。

　　降雨導(dǎo)致非飽和膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞的機(jī)理。首先，降雨入滲對(duì)非飽和膨脹土邊坡的直接影響是使得邊坡土體中(特別是淺層土)基質(zhì)吸力降低從而導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度降低。基質(zhì)吸

　　形監(jiān)測(cè)分析[J].煤炭學(xué)報(bào)，2011力的降低將使得原來(lái)非飽和土層在豎向發(fā)生膨脹，如土體隨膨脹而發(fā)生軟化，也將導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度降低。其次，有側(cè)向力約束條件下，非飽和膨脹土吸水(或基質(zhì)吸力降低)后的膨脹趨勢(shì)就以膨脹力的形式表現(xiàn)出來(lái)，膨脹力的形成將導(dǎo)致邊坡土體中水平向應(yīng)力增加。據(jù)Fredlund[8] 教授的研究，降雨入滲后局部土體有可能產(chǎn)生破裂面，并可能最后發(fā)展成為膨脹土中常見的漸進(jìn)式滑坡。由此可見，降雨入滲引起的膨脹土體基質(zhì)吸力降低和內(nèi)應(yīng)力比的增加是降雨觸發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要原因。

　　(二)降雨補(bǔ)給地下水

　　降雨對(duì)地下水的補(bǔ)給，一方面，導(dǎo)致坡體的動(dòng)水壓力和靜水壓力的增加，當(dāng)降雨入滲至基巖風(fēng)化面或在隔水的各種粘土層處停滯下來(lái)，浸泡軟化而形成軟弱滑動(dòng)面，促使和加速滑坡體的滑動(dòng)。另一方面，降雨滲入地下形成向上的浮力，減弱了潛滑體自重作用在滑動(dòng)面上的正壓力。此外，當(dāng)邊坡巖體裂隙發(fā)育時(shí)，雨水從裂隙補(bǔ)給地下水極為有利，且地下水會(huì)以裂隙水存在于巖體縫隙中，增加了滑坡體的側(cè)向水壓力和加速了巖體的風(fēng)化，誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，還可引起地下水位上升或在相對(duì)隔水層以上出現(xiàn)暫時(shí)性地下水。因此，常常出現(xiàn)連續(xù)降雨超過某種程度時(shí)，邊坡坡體便產(chǎn)生滑坡的現(xiàn)象。

　　(三)降雨對(duì)坡體的浸濕軟化

　　坡體經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的降雨會(huì)浸濕軟化導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。將反復(fù)剪切的某泵站泥質(zhì)軟巖反復(fù)剪切后的土樣浸水15d 后，再測(cè)其強(qiáng)度參數(shù)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力均有衰減，且后者更為顯著。

　　(四)降雨對(duì)邊坡坡面沖蝕

　　降雨時(shí)，當(dāng)降雨強(qiáng)度大于入滲強(qiáng)度時(shí)，坡面會(huì)產(chǎn)生下流水力沖刷。沖蝕類型有：雨滴濺蝕、面蝕、細(xì)溝沖蝕、淺溝沖蝕、坍塌、推移運(yùn)動(dòng)、潛蝕等。其導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的機(jī)理為：濺蝕→面蝕→細(xì)溝沖蝕→淺溝沖蝕→崩塌→滑坡。即從初期低強(qiáng)度的片蝕到中期強(qiáng)度的溝蝕，最后發(fā)展成為滑坡。降雨及其形成的坡面流是沖蝕的動(dòng)力來(lái)源。羅斌[10] 等人從固液兩相流和固體物運(yùn)移水動(dòng)力學(xué)角度對(duì)坡面沖刷進(jìn)行了系統(tǒng)的理論認(rèn)識(shí)，并得出，對(duì)于由顆粒組成花崗巖殘積物的邊坡，坡面沖刷臨界坡度為35°～ 45°，并從坡面夾砂能力入手分析降雨對(duì)其邊坡的沖蝕，夾砂能力計(jì)算如下：

　　gr =τ0u(tg e α+ 0.01ω u )

　　式中：gr為坡面總夾砂能力;τ0 為坡面流對(duì)坡面固體物顆粒的沖刷力;u為坡面流垂線平均速度;e為水流搬運(yùn)推移質(zhì)效率;α為摩擦角，它與坡面固體物顆粒間的接觸性質(zhì)有關(guān);ω為顆粒在水流中的沉速。

　　二、結(jié)語(yǔ)

　　通過對(duì)降雨時(shí)邊坡破壞機(jī)理的分析，得出降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響是多種多樣的，分析時(shí)要根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件、環(huán)境條件及作用機(jī)理等進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測(cè)。降雨導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的問題較復(fù)雜，對(duì)研究條件的要求較高，研究的難度大，有許多問題需要進(jìn)一步深化和細(xì)化以及多因素的耦合計(jì)算也需進(jìn)一步解決(如降雨與地下水耦合、降雨產(chǎn)生的坡面徑流與非飽和滲流如何進(jìn)行耦合以及土中的氣相的壓力與孔隙水壓力如何耦合等問題)。

　　本文通過降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的各種破壞機(jī)理和邊坡穩(wěn)定性分析方法等重要的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行分析后，對(duì)降雨與邊坡穩(wěn)定性關(guān)系已有比較清晰的認(rèn)識(shí)。使建立在這些認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的邊坡穩(wěn)定性分析方法和滑坡防治措施將更有理論依據(jù)，也更加符合實(shí)際情況。

　　參考文獻(xiàn)

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　　(3)

　　作者簡(jiǎn)介：田凱(1982-)，男，陜西西安人，西北(陜西)國(guó)際招標(biāo)有限公司助理工程師，研究方向：建筑工程。