从上述分析结果不难看出,2剖面沿夹层面(含有机质碎石土)滑动为A区控制失稳模式(安全系数最小),且边坡受降雨的影响很大,汛期比枯期的安全系数明显减小。降雨是影响边坡的稳定因素之一。
4滑坡体变形与降雨的关系
4.1降雨入渗时间与变形关系
滑坡属典型降雨型滑坡已定性,坡体明显变形始于雨季,公路路面出现裂缝是在10年9月,9月后降雨不大,10月累计降雨量为46.4 mm。因此滑坡体在10年底到11年7月初之前是处于缓慢蠕变阶段。监测成果反映,11年1月22号开始观测到6月中旬,坡体最大累计变形不到30 mm。
以坡体出现宏观变形的2010年开始进行推断,10年5月开始进入雨季,9月发现明显变形,其中10年5~8月累计降雨量为703 mm,雨水逐步渗入并软化滑带历时5个月。
11年坡体出现变形加速是在7月初,5~6月累计降雨量363 mm,雨水下渗并促使变形加速的时间约2个月。
可见降雨影响时间在逐步缩短,如果将10年定为滑坡体从蠕变阶段进入蠕滑阶段的话,那么滑坡体于10年产生的较大变形,正是滑带土在雨水作用下,抗剪强度综合指标c和逐渐降低的结果。
从滑坡地质勘察试验结果看,滑带土在自然状态和饱和状态下,粘聚力c 值降低60%,内摩擦角降低10%。坡体出现宏观变形后,滑带土已进入塑性变形阶段,抗剪强度是否达到残余强度还不是十分肯定,从土力学理论讲,土体在塑性变形停止后,综合抗剪强度可以部分恢复,但重塑土比原状土强度必然一次比一次降低,直至降到残余强度。
11年7月滑坡体出现变形加速,降雨影响滑坡体变形的滞后时间比07年明显缩短一倍多。滑坡体变形启动后,集中降雨后约5天变形即加速。进入8月降雨影响变形的滞后时间更短。较大变形速率(大于20 mm/天)一般维持在10天左右,从变形速率过程线上看,此过程为一个快速上升、快速下降,分析应该是滑带土从饱和到排水的一个过程。
4.2临界降雨量与变形关系
促使变形加速的降雨过程有3次,如图3所示。
1) 第一次发生在6月29日至7月4日,连续降雨6天,降雨量119 mm,此次降雨过程最大日降雨量为6月29日的52 mm。过程中滑坡体变形量净增加了67 mm。
图32011年单日降雨量及变形速率与时间关系
2) 第二次发生在7月31日至8月19日,20天时间内降雨天气占了15天,这次降雨过程累计降雨175 mm,期间最长连续降雨6天,6天累计降雨81 mm,最大日降雨量为8月14日的43 mm。变形速率特征为8月4日~12日的加速,到8月21日的再加速,期间滑坡体变形增量净加了320 mm。
3) 第三次则发生在8月22日至8月26日,连续降雨过程5天,累计降雨76 mm,最大日降雨量为8月23日的53 mm。期间滑坡体变形量净增加了298 mm。
分析10年降雨与变形速率的关系,从过程线中可以看出,触发变形速率加速的降雨量在70 mm左右,当降雨量在70 mm以上,滑坡体变形速率增加1.5~7.5倍。
9月底以后,触发变形加速的降雨量还有小于50 mm的情况,这一现象预示,当雨季滑坡体处于快速变形过程中,由于变形体已经是饱水状态,因此促使变形加速的临界降雨量在逐步减小。
4.3降雨总量与变形关系
从10年降雨量资料看,暴雨(50~100 mm)天气有两次,为6月23日和8月23日,接近50 mm雨量天气有4次,为5月底一次,6月中上旬两次,8月中旬一次。6月以前的大(暴)雨并未促使滑坡加速。从而判断,单纯的大(暴)雨过程不是触发变形加速的主要原因。滑坡第二次加速的最大日降雨量虽小于30 mm,但连续降雨过程持续了6天,总雨量却达101 mm,变形速率增加了6.3倍。当然,如果是处于总降雨量大于101 mm,且连续降雨期间又出现了大(暴)雨过程,则变形加速度加大,过程线近似于垂直。
4.4变形增量与降雨量关系分析
以11年6月底~10月初的监测资料为分析样本, 变形增量为某时段变形量之差减去该时段平均变形量, 如6月13日~7月6日累计变形量从29 mm到135 mm, 该时段平均变形速率为0.21 mm/天,则该时段变形增量为y=135-(0.21×23+29)≈102 mm。对应此时段的累计降雨量为139 mm。对变形增量和降雨量之间的关系进行统计分析(见图4)。
降雨量/mm
图4变形增量与降雨量关系曲线
数据统计结果反映,受一次降雨过程影响,当变形增量接近20 mm时,降雨量与变形增量之间有较好的对应关系,随降雨量的增加变形增量也随之增加。
5结论与建议
下铺子滑坡规模大,其稳定性对雅砻江河道安全非常重要,通过本文研究得到以下结论与建议:
1) 基于极限平衡的边坡稳定性分析沿含有机质碎石土夹层面滑动为滑坡主要失稳模式。滑坡体受降雨的影响很大,汛期比枯期的安全系数明显减小,已接近极限状态。
2) 监测数据表明,降雨起始影响时间在逐步缩短,滑坡体已从蠕变阶段进入蠕滑阶段。
3) 触发滑坡变形速率加速的临界降雨量在70 mm左右,当降雨量在70 mm以上,滑坡体变形速率增加1.5~7.5倍。总降雨量大于101 mm,且连续降雨期间又出现了大(暴)雨过程,则变形加速度加大。
4) 数据统计表明,变形增量与降雨量的呈指数关系变化。
5) 由于滑坡体的变形稳定性与降雨密切,滑坡表面和内部的截、排水可以有效提高滑坡的稳定性。
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