可见, 降雨阶段边坡稳定安全系数降低幅度与降雨强度呈正相关关系,降雨强度越大,边坡稳定安全系数降低得越多,降雨对边坡稳定性危害越大。
降雨结束后,边坡的稳定安全系数会继续下降,会在降雨结束一段时间后的某一个时间点达到最低值,在此时间点后,边坡稳定安全系数会缓慢升高。降雨强度为72 mm/h的边坡稳定安全系数在9 h时刻达到最低值,降低幅度为32.8%;降雨强度为144 mm/h的边坡稳定安全系数在6 h时刻达到最低值,降幅为38.2%;边坡稳定安全系数最小值与降雨强度的关系是降雨强度越大,边坡稳定安全系数最小值越小。
降雨阶段,降雨入渗在边坡内部形成暂态饱和区,使砂土的含水率升高。一方面,土体重度增加,增大了下滑力;另一方面,土体的黏聚力降低,抗剪强度降低,导致边坡的稳定安全系数下降。降雨停止后,暂态饱和区的水分会继续往边坡下部渗透,在降雨过后一段时间内对边坡稳定性造成持续性危害。
3 结语
本文设计了室内人工降雨物理模型试验,研究在降雨入渗情况下,边坡内部水分扩散的时间过程及分布规律,研究暂态饱和区的扩展过程,计算各个时刻边坡的稳定安全系数,分析降雨入渗对边坡稳定性变化过程的影响。研究得到以下结论:
(1) 降雨入渗率先在边坡表面形成暂态饱和区,随着降雨的进行,暂态饱和区逐渐扩大;降雨停止后,暂态饱和区内的水分会持续向下渗透。
(2) 降雨强度是影响降雨入渗因素,主要体现在边坡的水分入渗深度,速率和极限含水率3个方面。得到了降雨阶段水分入渗深度随降雨历时和降雨强度的经验公式。
(3) 降雨强度越大,降雨阶段形成的暂态饱和区越大,水分入渗越快。增大降雨强度会使试验砂土的含水率更接近于饱和含水率,但无法使砂土完全饱和。
(4) 降雨强度是影响边坡稳定性的因素;降雨强度越大,降雨阶段边坡内部形成的暂态饱和区就越大,边坡稳定安全系数的降低幅度就越大。其中降雨强度为144 mm/h条件下稳定安全系数降低到1.413,降低幅度为27.0%。
(5) 降雨入渗对边坡稳定性的影响不仅仅发生在降雨过程中,降雨停止后一定时间内,水分会继续入渗,对边坡的稳定性持续造成危害。降雨强度为144 mm/h条件下稳定安全系数在6 h时降到了最小值1.196,最大降幅为38.2%。
参考文献
[1]