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标题
Title
期刊: Landslides
作者：Delin Tan, Xiaoliang XU, Lehua Wang*, Jianwen XU & Quan Shi
年份：2024
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摘要
粤北地区花岗岩残积土覆盖区域的降雨诱发滑坡是一种重大灾害。为了研究花岗岩残积土滑坡对降雨的响应，选择了 2022 年 6 月和 2024 年 4 月洪水期间受影响最严重的区域作为研究区域。进行了地质调查和野外人工降雨试验，以探索连续强降雨下花岗岩残积土边坡的变形演化特征，并揭示降雨诱发滑坡事件的破坏机制。结果表明，从地质角度来看，花岗岩残积土可分为两层，边坡结构可细分为三种模式。鉴于三种模式的表层滑坡变形和破坏特征高度相似，这三种模式可以合并为一个由花岗岩残积土和风化花岗岩组成的单一模型。降雨的强度和持续时间是该地区滑坡的主要触发因素。这些滑坡主要以牵引滑动破坏模式的表层滑动为特征，主要涉及约 1 - 3 米厚的花岗岩残积土层。含水量增加率和孔隙水压力范围可用作边坡变形和破坏的主要指标。此外，边坡运动过程中的剪切扩容变形有效地降低了变形速率。此外，泥石流被确定为滑坡引起的次生灾害，滑坡堆积物是泥石流的潜在来源。
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图表
研究区域的地理位置和地形特征
粤北灾后无人机图像（拍摄于 2024 年 4 月 22 日）
图 5a - e：滑坡特征；图 5f：实验场地
实验场地布局。a 为 3D 示意图。b 为现场照片。
野外模型试验监测布置。a 立体布置图。b 剖面图。
各测量点孔隙水压力随降雨的发展情况。a–d 1#–4#。
测量点处位移随降雨的发展情况
孔隙水压力与位移的关系。a–d 1#–4#
降雨条件下 a-f 边坡变形及发展过程
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结论
基于粤北地区滑坡频发的地质调查结果，在一个受监测的花岗岩残积土边坡上进行了一系列人工降雨实验。可得出以下结论：
（1）研究区域属于风化侵蚀地貌，花岗岩残积土分为两层：低液限层（LL）和砂质低液限层（SSL）。这些层之下是风化花岗岩，它与基岩具有交错结构。从地质角度看，研究区域的边坡结构可细分为三种模式。鉴于三种模式的表层滑坡变形和破坏特征高度相似，这三种模式可合并为一个由花岗岩残积土和风化花岗岩组成的单一模型。
（2）强降雨条件下边坡的变形和破坏过程可概括为四个阶段：①由于降雨强度明显高于花岗岩残积土的入渗率，容易形成坡面径流。在水中易软化和崩解的风化花岗岩导致坡脚处的边坡侵蚀和坍塌。②随着降雨的入渗，平台上形成张拉裂缝。雨水渗入岩土界面，导致积水，然后沿界面渗透到边坡的自由面，导致坡面上出现溢流。随后，在岩土界面处的上部花岗岩残积土层中形成局部饱和区，最终导致坡面局部坍塌。③随着降雨继续渗入边坡内部，张拉裂缝成为水流的主要通道。含水量的迅速增加导致孔隙水压力急剧上升，最终导致坡面上的表层滑坡。④滑坡堆积在坡脚处，随后在持续降雨的影响下转化为短期泥石流。
（3）含水量和孔隙水压力的监测结果，结合边坡变形和破坏过程的分析表明，花岗岩残积土中含水量的增长率和孔隙水压力增加的程度可作为评估此类边坡变形和破坏的主要标准。边坡变形引起剪切区内孔隙水压力的不平衡。剪切变形通过剪切扩容强化消散孔隙水压力并恢复土体抗剪强度，从而抑制局部边坡变形。然而，在持续强降雨等外部条件下，导致孔隙水压力进一步上升，如果这种上升超过了剪切扩容强化引起的孔隙水压力降低，边坡退化将持续。
（4）降雨强度和持续降水是花岗岩残积土边坡滑坡的主要触发因素。降雨的存在导致花岗岩残积土中的细颗粒润滑和软化，以及土体有效应力降低，从而导致抗剪强度持续减弱和随后的边坡失稳。花岗岩残积土层与风化花岗岩层界面处的雨水入渗为主要滑动面的形成创造了有利条件。滑坡的破坏机制通常涉及小规模牵引滑动和表层破坏，滑动体主要由花岗岩残积土组成，厚度通常在 1 - 3 米之间。此外，泥石流是滑坡的次要后果，滑坡堆积物是泥石流的潜在来源。
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参考文献
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