A physical model test on a seepage-initiation-braking-type (SIBT) landslide under the coupling of rainfall and water level fluctuation
第一作者:王倩芸博士
研究方向:滑坡地质灾害机理研究,各类土工试验。
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01摘要
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三峡库区的诸多水库滑坡,其变形过程均随库水位和降雨所形成的渗流场作用持续响应,而非突然发生强烈变形直接滑入江中,因此,具有该类在渗流作用下滑动又停滞的滑坡,其成因变形往往更为复杂。 本文选取黄土坡临江 1 号滑坡为研究对象,进行了降雨和库水位联合左右的物理模型试验。通过监测了滑坡模型的孔隙水压力、土压力和整体位移的变化发现,滑坡模型经历了不同的变形阶段,即初期蓄水变形、首次滑动、暂态稳定、重新滑动、短暂稳定和加速滑动至破坏。结合监测系统分析,降雨入渗通过降低了坡表有效应力破坏了浅层滑坡的稳定性,而蓄水则增加了孔隙水压力,导致浮托效应。最显著的变形发生在库水位快速下降阶段,此时滑体的低渗透性产生的渗流力引发了更明显的驱动变形。又由于渗流力产生的变形使得坡脚处隆起,导致抗滑段的有效应力增大,滑坡暂时稳定。现场地质调查和监测数据表明,黄土坡临江 1 号滑坡的浮托效应持续存在,且对渗流驱动效应的敏感性较高。由此推断,黄土坡临江 1 号滑坡发生了以 “拖压 ”为特征的重复变形,从而导致了滑坡的变形和停滞。
02图表
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03结论
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在库水位和降雨联合作用下,对具有典型滑动-停滞变形特征的黄土坡临江 1 号滑坡进行了物理模型试验。结论如下:
(1)滑坡模型经历了初期蓄水变形、引发滑动、后停滞稳定、重新启动、短暂稳定、加速滑动到破坏的全过程;表现出初始变形、均匀变形、加速变形和整体破坏四个阶段。
(2)在第一次水库蓄水、初期弱降雨和后期强降雨期间,滑体都发生了明显的变形。降雨入渗增加了坡表的孔隙水压力,降低了有效应力,导致浅层滑坡的稳定性降低。然而,最显著的变形发生在库水位快速下降阶段,滑体的低渗透性产生的渗流力导致了更明显的变形。黄土坡临江 1 号滑坡具有滑动-停滞的特性,也源于下滑时形成的坡脚作用,导致抗滑段的有效应力增大,使滑坡暂时稳定。根据现场地质调查和监测数据,库水通过浮托效应和渗流驱动效应对滑坡产生持续的影响。与降雨相比,滑坡变形对库水的波动更为敏感。
(3)对于三峡库区中滑动-停滞类的滑坡,可以推断,渗流作用会对滑坡产生驱动力,变形后形成的坡脚隆起会使滑坡暂时稳定,浮托效应使滑坡处于长期的蠕动状态,降雨则会引起浅层滑体的局部变形。总之,上述四种因素的相互作用和相互制约,使滑坡不断受到拖拽和挤压,从而呈现出一种滑动-停滞的变形模式。
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