摘要：文章從多角度探討了降雨誘發邊坡失穩的破壞機理以及以降雨為主的邊坡穩定性預測預報的分析方法。使建立在這些認識基礎上的邊坡穩定性分析方法和滑坡防治措施將更有理論依據，也更符合實際情況。并展望了邊坡穩定性預測預報的發展趨勢，為進一步研究邊坡穩定性預測預報和防治邊坡失穩提供參考。

　　關鍵詞：降雨;邊坡失穩;邊坡穩定性

　　影響邊坡穩定性的因素是多種多樣的，大體上可分為外在因素和內在因素。相應的邊坡穩定性分析方法可分為分別以內因和外因為主的兩大類分析方法。本文對降雨如何誘發邊坡失穩的機理和降雨對邊坡穩定性影響的分析方法作一總結和探討，使邊坡穩定性分析方法和滑坡防治措施更有理論依據，也更加符合實際情況。

　　一、降雨誘發邊坡失穩的機理分析

　　在自然界中�？梢钥吹接行┻吰潞芏�，但長時間卻很穩定，而有些邊坡雖然很緩，卻在暴雨、連續陰雨期間或降雨過后發生失穩。據研究，邊坡土體的負孔隙水壓力(或基質吸力)在

　　錨桿錨固劑 樹脂藥卷 型號、用量/ 根 Z2540，1 卷

　　錨桿錨固劑型號、用量 K2630，8 卷 錨索預緊力 69kN

　　錨桿預緊力 錨桿垂直 69kN

　　錨桿不垂直 73.4kN

　　支護方案 錨桿+ 金屬網+ W 鋼帶+ 錨索補強聯合支護

　　四、煤礦錨桿支護技術的展望

　　經過多年的理論研究和技術積累，煤礦錨桿支護已逐漸成為煤礦開采的重要技術，但該技術的應用是一個系統工程，涉及到相關理論、力學測試、施工方法、材料適用等多方面內容，還可以通過積極開展巷道圍巖地質力學測試，研究易于現場工程技術人員掌握的錨桿支護設計方法，開發錨桿支護新材料和支護施工機具新品種，進一步完善錨桿支護技術相關理論技術。

　　參考文獻

　　[1] 劉泉聲，時凱，黃興.臨近巷道掘進擾動效應下巷道變

　　非飽和土質邊坡的穩定性方面起了重要作用。降雨誘發邊坡失穩的機理及其與降雨類型的關系已被廣泛研究[4][5] 。降雨影響邊坡穩定性及誘發邊坡失穩的作用和機理是多方面的，其作用機理如下所述。

　　(一)基質吸力降低

　　工程中，多數時候遇到的邊坡均為非飽和土體邊坡。降雨入滲使得邊坡非飽和帶非膨脹

　　土體的基質吸力降低，產生暫態飽和，使坡體土體達到塑性狀態。基質吸力的降低，則會導致邊坡非飽和帶土體的抗剪強度下降[6] ，也即土的c'、φ'值大幅下降。例如黃土當含水量小于15% 時，c'、φ'值均較大(c'=57 kPa，φ'=28.4°)，但當含水量接近飽和狀態時，c'、φ'值均降低(c'=26 kPa，φ'=18.9°) 。這是造成突發性滑坡的作用機理，降雨入滲引起非飽和土的基質吸力減小，土粒間膠結軟化，吸附凝聚力減小。降雨強度愈均勻，持續時間愈長，邊坡穩定性安全系數愈低[7] 。

　　降雨導致非飽和膨脹土邊坡失穩破壞的機理。首先，降雨入滲對非飽和膨脹土邊坡的直接影響是使得邊坡土體中(特別是淺層土)基質吸力降低從而導致土體抗剪強度降低�；�質吸

　　形監測分析[J].煤炭學報，2011力的降低將使得原來非飽和土層在豎向發生膨脹，如土體隨膨脹而發生軟化，也將導致土體抗剪強度降低。其次，有側向力約束條件下，非飽和膨脹土吸水(或基質吸力降低)后的膨脹趨勢就以膨脹力的形式表現出來，膨脹力的形成將導致邊坡土體中水平向應力增加。據Fredlund[8] 教授的研究，降雨入滲后局部土體有可能產生破裂面，并可能最后發展成為膨脹土中常見的漸進式滑坡。由此可見，降雨入滲引起的膨脹土體基質吸力降低和內應力比的增加是降雨觸發邊坡失穩的重要原因。

　　(二)降雨補給地下水

　　降雨對地下水的補給，一方面，導致坡體的動水壓力和靜水壓力的增加，當降雨入滲至基巖風化面或在隔水的各種粘土層處停滯下來，浸泡軟化而形成軟弱滑動面，促使和加速滑坡體的滑動。另一方面，降雨滲入地下形成向上的浮力，減弱了潛滑體自重作用在滑動面上的正壓力。此外，當邊坡巖體裂隙發育時，雨水從裂隙補給地下水極為有利，且地下水會以裂隙水存在于巖體縫隙中，增加了滑坡體的側向水壓力和加速了巖體的風化，誘發邊坡失穩，還可引起地下水位上升或在相對隔水層以上出現暫時性地下水。因此，常常出現連續降雨超過某種程度時，邊坡坡體便產生滑坡的現象。

　　(三)降雨對坡體的浸濕軟化

　　坡體經受長時間的降雨會浸濕軟化導致邊坡失穩。將反復剪切的某泵站泥質軟巖反復剪切后的土樣浸水15d 后，再測其強度參數，發現內摩擦角和內聚力均有衰減，且后者更為顯著。

　　(四)降雨對邊坡坡面沖蝕

　　降雨時，當降雨強度大于入滲強度時，坡面會產生下流水力沖刷。沖蝕類型有：雨滴濺蝕、面蝕、細溝沖蝕、淺溝沖蝕、坍塌、推移運動、潛蝕等。其導致邊坡失穩的機理為：濺蝕→面蝕→細溝沖蝕→淺溝沖蝕→崩塌→滑坡。即從初期低強度的片蝕到中期強度的溝蝕，最后發展成為滑坡。降雨及其形成的坡面流是沖蝕的動力來源。羅斌[10] 等人從固液兩相流和固體物運移水動力學角度對坡面沖刷進行了系統的理論認識，并得出，對于由顆粒組成花崗巖殘積物的邊坡，坡面沖刷臨界坡度為35°～ 45°，并從坡面夾砂能力入手分析降雨對其邊坡的沖蝕，夾砂能力計算如下：

　　gr =τ0u(tg e α+ 0.01ω u )

　　式中：gr為坡面總夾砂能力;τ0 為坡面流對坡面固體物顆粒的沖刷力;u為坡面流垂線平均速度;e為水流搬運推移質效率;α為摩擦角，它與坡面固體物顆粒間的接觸性質有關;ω為顆粒在水流中的沉速。

　　二、結語

　　通過對降雨時邊坡破壞機理的分析，得出降雨對邊坡穩定性的影響是多種多樣的，分析時要根據具體的工程地質條件、環境條件及作用機理等進行穩定性預測。降雨導致邊坡失穩的問題較復雜，對研究條件的要求較高，研究的難度大，有許多問題需要進一步深化和細化以及多因素的耦合計算也需進一步解決(如降雨與地下水耦合、降雨產生的坡面徑流與非飽和滲流如何進行耦合以及土中的氣相的壓力與孔隙水壓力如何耦合等問題)。

　　本文通過降雨對邊坡穩定性的各種破壞機理和邊坡穩定性分析方法等重要的關鍵技術問題進行分析后，對降雨與邊坡穩定性關系已有比較清晰的認識。使建立在這些認識基礎上的邊坡穩定性分析方法和滑坡防治措施將更有理論依據，也更加符合實際情況。

　　參考文獻

　　[1] 呂小平，胡厚田.鐵路邊坡穩定性預測系統的研究[J].鐵道學報，1993，15(1).

　　[2] 李焯芬，陳虹.雨水滲透與香港滑坡災害[J].水文地質工程地質，1997，24(4).

　　[3]E.W.Brand，J.Premchitt and H.B.Philipson.Relationship between rainfall and landslides in Hong Kong，Proc.4th Int. Symp[C].Landslides，Toronto，1984，.

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　　[4] 徐則民，楊立中.成渝線典型路基邊坡對降雨過程的影響過程的響應模擬[J].西南交通大學學報，2000，35(1).

　　[5] 包承綱.非飽和土的性狀及膨脹土邊坡穩定問題[J].巖土工程學報，2004，26(1).

　　[6] 黃潤秋，戚國慶.滑坡基質吸力觀測研究[J].巖土工程學報，2004，26(2).

　　[7] 姚海林，鄭少河，陳守義.考慮裂隙及雨水滲入影響的膨脹土穩定性分析[J].巖土工程報，2001，23(5).

　　[8]Fredlunnd D G，xing A.Equation for the soil-water characteristic curve[J].Can Geotech J，1994(1).

　　[9] 陳曉平，苗平一，梁志松，等.泥質軟巖高邊坡濕化穩定性研究[J].巖土工程學報，2003，25(5).

　　[10] 羅斌，胡厚田，呂小平.南方花崗巖殘積層路塹邊坡坡面沖蝕研究[J].鐵道工程學報，1999，.

　　(3)

　　作者簡介：田凱(1982-)，男，陜西西安人，西北(陜西)國際招標有限公司助理工程師，研究方向：建筑工程。