降雨促发黄土滑坡的启动机制模拟

P694%P642.22; 黄土滑坡和降雨关系尤为密切.为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区"9·17"灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律;从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制.结果表明:①降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同;②滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律;③边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向...

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Published in地球科学与环境学报 Vol. 45; no. 3; pp. 474 - 484
Main Authors 孟振江, 曹一迪, 康尘云, 马鹏辉, 范仲杰, 张凡, 李超, 张森
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054 01.05.2023
长安大学 基建处,陕西 西安 710064%长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054%陕西铁道工程勘察有限公司,陕西 西安 710004%长安大学 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,陕西 西安 710054
长安大学 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,陕西 西安 710054
长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054%长江科学院,湖北 武汉 430010
Subjects
启动机制
黄土高原
安全系数
黄土滑坡
渗流分析
数值模拟
促发作用
降雨入渗
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ISSN1672-6561
DOI10.19814/j.jese.2022.11004

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Abstract P694%P642.22; 黄土滑坡和降雨关系尤为密切.为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区"9·17"灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律;从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制.结果表明:①降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同;②滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律;③边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向位移由上至下逐渐减小,而临界滑动面的安全系数也随降雨入渗过程逐步递减;④节理处土体的孔隙水压力和体积含水量的变化响应时间及幅度都早于且强于坡体其他区域,坡体内最大剪应变的区域分布与坡面基本平行,模拟结果与原型滑坡一致;⑤基于黄土独特的水敏性、地质构造和人类工程活动等诱因的影响,加上节理裂隙为水的入渗和运移提供了优势通道,降雨加速了黄土潜蚀和坡体结构破坏过程,改变了边坡内部应力场、位移场和水文地质条件,进而促发了滑坡.
AbstractList P694%P642.22; 黄土滑坡和降雨关系尤为密切.为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区"9·17"灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律;从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制.结果表明:①降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同;②滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律;③边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向位移由上至下逐渐减小,而临界滑动面的安全系数也随降雨入渗过程逐步递减;④节理处土体的孔隙水压力和体积含水量的变化响应时间及幅度都早于且强于坡体其他区域,坡体内最大剪应变的区域分布与坡面基本平行,模拟结果与原型滑坡一致;⑤基于黄土独特的水敏性、地质构造和人类工程活动等诱因的影响,加上节理裂隙为水的入渗和运移提供了优势通道,降雨加速了黄土潜蚀和坡体结构破坏过程,改变了边坡内部应力场、位移场和水文地质条件,进而促发了滑坡.
Author 马鹏辉
范仲杰
张森
张凡
李超
孟振江
曹一迪
康尘云
AuthorAffiliation 长安大学 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,陕西 西安 710054;长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054;长安大学 基建处,陕西 西安 710064%长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054%陕西铁道工程勘察有限公司,陕西 西安 710004%长安大学 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,陕西 西安 710054;长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054%长江科学院,湖北 武汉 430010
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