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Failure pattern of dispersive soil slopes under the action of
rainfall conditions
分散土坡广泛分布于东北地区。为了分析这种边坡在各种降雨条件下造成的破坏，以中国黑龙江省绥达高速公路道路切割边坡K27段为例。使用相似性理论创建了三维坡度模型，并在自制模型盒中通过近距离摄影测量进行了可视化。在不同降雨条件下进行了6次模型试验，研究了分散土坡的破坏模式。试验结果表明，分散土坡根据降雨强度的不同，会受到两种类型的破坏。根据地表随机粗糙度（SRR）将边坡侵蚀分为初始侵蚀、等速侵蚀和加速侵蚀3个阶段。相似性理论表明，在实际工程中，当SRR达到31.95–46.5 cm左右时，边坡进入加速侵蚀阶段。此外，在加速侵蚀阶段，SRR变化率的倒数与时间呈线性相关。当SRR变化率的倒数为0 min/cm时，可以估计边坡完全破坏的时间。研究结果对理解分散土边坡的破坏过程具有重要意义。
基于相似性理论的实验室物理模型试验，研究了不同降雨条件下分散土坡的破坏过程和破坏机理。结论如下：(1)不同降雨强度下，分散土坡的破坏模式变化显著。相似性理论和模型试验结果表明，田间长期小雨或中雨影响下分散土坡破坏表现为渐进式水力侵蚀。同样，在长期暴雨甚至暴雨的影响下，分散土坡破坏表现为水力侵蚀引起的重力侵蚀引起的整体破坏。相比之下，相同降雨强度的连续降雨会导致边坡更猛烈、更迅速地破坏。间歇性降雨减缓了土壤饱和过程，降低了孔隙水压力的积累，延长了边坡失稳的时间。(2)边坡破坏严重程度等级通过类比确定，中雨作为从渐进式水力侵蚀破坏过渡到整体边坡破坏的临界降雨等级。基于相似性理论（降雨强度尺度比为3.87），在现场降雨量为27 mm/h的情况下，当累计降雨量达到380 mm时，边坡失稳的可能性较大，相关工作人员应高度重视。(3)根据SRR，边坡侵蚀过程分为三个阶段：初始侵蚀阶段、等速侵蚀阶段和加速侵蚀阶段。在实际工程中，可以通过监测SRR来确定边坡稳定性。当水力作用导致现场SRR达到加速侵蚀阶段的起始值（31.95-46.5 cm）时，应高度重视边坡稳定性，并及时采取措施进行防治。(4)加速侵蚀阶段SRR变化率的倒数与时间呈线性相关。当SRR变化率的倒数为0 min/cm时，可以估计边坡总破坏的时间。(5)基于近距离摄影测量技术的模型测试取得了良好的效果，证实了该技术在模型测试中的可行性和巨大潜力。在今后的研究中，还可以利用现场原位试验，通过近距离摄影测量技术对变形进行监测，结合边坡、地下水位等指标的内应力变化，实现多场检测，进而对边坡稳定性进行全方位评价。
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