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第24卷第5期中国水运Vol.24No.5

2024年5月ChinaWaterTransportMay2024

降雨条件下上覆强透水层边坡稳定性分析

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成永飞，李云

（1.中交一公局集团有限公司，北京100010；2.中铁长江交通设计集团有限公司，重庆401147）

摘要：本研究以重庆涪陵区某土质边坡汛期失稳案例为研究对象，采用理论分析和数值模拟方法，从降雨入渗、

非饱和土抗剪强度、边坡稳定性三个方面对降雨条件下上覆强透水土层的失稳机理进行了较为全面的研究。研究结

果表明：在降雨条件下极易在土层界面处产生“下高上低”的短暂饱和区，并在此基础上针对二维边坡渗流模型进

行了影响因素分析。发现在降雨工况下该类边坡中的渗流场容易受降雨特征（降雨强度和持时）、前期降雨、地下水

位的影响，但底部透水条件对其影响较小；对于土层厚度呈“两端薄中间厚”的狭长榆树叶状土质边坡，上端土层

界面出现短暂饱和区后，滞水将沿土层界面向下流动，使滑动面从上到下逐渐饱和；该土质边坡稳定性系数的下降

分别经历了由土壤重度、基质吸力、有效应力主导的三个阶段，三个阶段下边坡稳定性下降速度依次加快。

关键词：降雨入渗；边坡；数值模拟；稳定性分析

中图分类号：TU443文献标识码：A文章编号：1006-7973（2024）05-0155-03

一、引言950.0m，最低点位于坡脚所在的省道路面，高程785.0m

降雨一直以来都是诱发边坡失稳的最主要因素，尤其是左右，相对高差185.0m，地形坡角在25~45°之间。

对于渗透系数较高的块石土边坡，降雨强度通常小于其渗透2．地层岩性

系数[1]。所以在降雨条件下，入渗雨水可以入渗到很深的位通过野外调查、钻探和查阅相关区域地质资料，滑坡所

置，从而引发深层土壤的力学性质变化[2]。在区域地层由新至老可分为滑坡堆积层（Q4del）、第四系崩坡

Green和Ampt[3]为了更好地研究一维的入渗规律，借积层（Q4col+dl）、第四系残坡积层（Q4el+dl）和三叠系上统须

鉴了毛细力学相关的理论和知识，建立了一维的非饱和土的家河组（T3xj）。

GA渗流计算模型。Horton等[4-5]使用经验性的降雨入渗模3．气象及水文

型改进GA模型，用于描述土体在极限降雨情况下的水场分重庆市涪陵区属亚热带温暖湿润季风气候区，雨量充沛，

布。之后，Chu等[6-7]改进了降雨入渗模型，将其用来分析降夜雨多，空气湿度大，云雾多，日照偏少等特点。多年平均

雨强度较小时边坡内的水场分布。豆红强[9]基于GA模型对气温17.80~18.60℃，月最低平均气温7.20~7.90℃（1月）。

均质土坡和双层土坡两种边坡建立了相关的降雨入渗-重分多年平均降水量1,100.0mm，年最大降水量1,544.80mm，

布分析模型，并采用数值软件验证了这两种模型的合理性。年最小降水量740.10mm，多年平均最大日降水量

综上，边坡在降雨条件下渗流分析与边坡稳定性分析进