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降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性

卢操 晏鄂川 张瑜 谭朝瑞 邹浩

卢操, 晏鄂川, 张瑜, 谭朝瑞, 邹浩. 降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性[J]. 地质科技通报, 2020, 39(2): 139-147. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0215
引用本文: 卢操, 晏鄂川, 张瑜, 谭朝瑞, 邹浩. 降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性[J]. 地质科技通报, 2020, 39(2): 139-147. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0215
Lu Cao, Yan Echuan, Zhang Yu, Tan Zhaorui, Zou Hao. Seepage and stability of the colluvial landslide on the back hill of Qingshi Town Government under rainfall[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(2): 139-147. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0215
Citation: Lu Cao, Yan Echuan, Zhang Yu, Tan Zhaorui, Zou Hao. Seepage and stability of the colluvial landslide on the back hill of Qingshi Town Government under rainfall[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(2): 139-147. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0215

降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0215
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41672313

国家自然科学青年基金项目 41807264

湖北省地质局2019年度科技项目 KJ2019-18

详细信息
    作者简介:

    卢操(1995—),男,现正攻读地质工程专业硕士学位,主要从事岩土工程研究工作。E-mail:921587171@qq.com

    通讯作者:

    晏鄂川(1969—),男,教授,博士生导师,主要从事水文地质工程地质研究工作。E-mail:yecyec6970@163.com

  • 中图分类号: P642.22

Seepage and stability of the colluvial landslide on the back hill of Qingshi Town Government under rainfall

  • 摘要: 以黄冈地区青石镇政府后山堆积层滑坡为例,在分析了其工程地质特征及地质结构特征的基础上,采用有限元法研究了非饱和土瞬态体积含水量及孔隙水压力的分布,采用考虑孔隙水压力的Janbu法分析计算了降雨对堆积层滑坡安全系数的影响。研究结果表明:①降雨入渗导致坡体孔隙水压力升高,滑面抗剪强度降低,安全系数也随之逐渐降低,其中在降雨前期,两侧的抗剪强度下降速率比中部快,而到了后期中部的抗剪强度下降速率明显快于两侧;②安全系数变化表现为前19 d以0.008/d的速率缓慢下降,19~30 d以0.03/d的速率缓慢下降,30 d以后下降速度降低,至36 d之后不再发生变化,其中在0~11 d两侧抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献比中部大,19~36 d中部抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献要比两侧大;③降雨入渗过程中,地下水从坡体表层和两侧流向坡体中部,负孔压区面积向中部不断压缩,中部地下水变化受到两侧及上层的制约,体积含水量及孔隙水压力变化相对滞后;④该滑坡的防治重点是做好降雨前期坡体后缘地下水截流以及前缘地下水排泄工作,同时,做好地表排水,减少降雨入渗。

     

  • 图 1  滑坡体全貌(a)及工程地质平面图(b)

    1.滑坡边界;2.裂缝;3.滑坡堆积体;4.太古宇大别山群;5.剖面线及编号;6.钻孔编号及高程(m)

    Figure 1.  Overall view of the landslide (a) and engineering geological plan (b)

    图 2  滑坡主滑剖面图

    Figure 2.  Main sliding section of the landslide

    图 3  Janbu法微分土条受力示意图

    Wi为土条i的重力(kN);HiHi+1分别为土条i两侧的切向力;pipi+1分别为土条i的两侧法向力(kN);θi为土条i滑面倾角(°);Ni为土条i的支持力(kN); Ti为土条i的下滑力(kN)

    Figure 3.  Schematic diagram of the differential force of the Janbu method

    图 4  有限元计算模型网格划分图

    Figure 4.  Finite element calculation model meshing diagram

    图 5  土水特征曲线

    Figure 5.  The soil-water characteristic curve

    图 6  渗透性函数

    Figure 6.  The hydraulic conductivity functions

    图 7  降雨3 d的数值模拟

    a.降雨3 d后体积含水量分布; b.降雨3 d后孔隙水压力分布

    Figure 7.  Numerical simulation of rainfall 3 d

    图 8  降雨11 d的数值模拟

    a.降雨11 d后体积含水量分布; b.降雨11 d后孔隙水压力分布

    Figure 8.  Numerical simulation of rainfall 11 d

    图 9  降雨19 d的数值模拟

    a.降雨19 d后体积含水量分布; b.降雨19 d后孔隙水压力分布

    Figure 9.  Numerical simulation of rainfall 19 d

    图 10  降雨36 d的数值模拟

    a.降雨36 d后体积含水量分布; b降雨36 d后孔隙水压力分布

    Figure 10.  Numerical simulation of rainfall 36 d

    图 11  降雨50 d的数值模拟

    a.降雨50 d后体积含水量分布; b.降雨50 d后孔隙水压力分布

    Figure 11.  Numerical simulation of rainfall 50 d

    图 12  体积含水量和孔隙水压力与降雨时间的关系

    a.体积含水量与降雨时间的关系; b.孔隙水压力与降雨时间的关系

    Figure 12.  Volume moisture content and pore water pressure relationship with the rainfall time respectively

    图 13  监测点所在条块抗剪强度随降雨时间的变化关系图

    Figure 13.  Relationship between shear strength of monitoring points and rainfall time

    图 14  安全系数与降雨时间关系

    Figure 14.  Relationship between safety factor and rainfall duration

    图 15  各时间段抗剪强度与安全系数的变化对照图

    Figure 15.  Comparison of changes in shear strength and safety factor for each time period

    表  1  渗流计算参数

    Table  1.   Parameters of seepage calculation

    位置 饱和体积含水量/(m3·m-3) 饱和渗透系数/(m·s-1)
    滑体 0.4 1.0×10-6
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    表  2  岩土体物理力学参数

    Table  2.   Physical and mechanical parameters of rock and soil

    岩性 重度/ (kN·m-3) 有效黏聚力/kPa 有效内摩擦角/(°) 吸力内摩擦角/(°)
    粉质黏土夹碎石 20.1 21 24 15
    中风化黑云斜长片麻岩 28.18 10 200 47
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-06-17

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