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高等土力学读书笔记非饱和土力学理论在降雨型滑坡研究中的应用年 级 xxxxxxxxxx姓 名 xxxxxxxxxx学 号 xxxxxxxxxxx专 业 xxxxxxxxxxxx二零一六年一月目录1 前言21.1降雨型滑坡研究的意义21.2依据饱和土力学理论的边坡稳定性分析方法研究31.3依据非饱和土力学理论的边坡稳定性分析方法研究42非饱和土的强度以及变形理论62.1 概述62.2 非饱和土基本特性72.3 应力状态变量82.3.1 吸力82.3.2 有效应力92.4 强度理论122.4.1 Mohr-Coulomb准则122.4.2 非饱和土的破坏准则132.4.3 非饱和土抗剪强度公式的讨论152.5 变形特性163 降雨影响滑坡稳定性的评价方法研究18参考文献241 前言 降雨型滑坡研究的意义降雨是边坡失稳的主要诱发因素。“中国地质灾害数据库”记录了1949年至1995年期间发生在我国的滑坡灾害，其中68.5%的滑坡是由降雨引起的。其它诱发因素（比如库水位升降、地震、洪水、人工切坡、采矿等）导致滑坡的总数仅占同一期间发生在我国滑坡灾害的32.5%。《中国典型滑坡》一书中列举了90多个滑坡实例，其中有95%以上的滑坡都与降雨有着密切的关系。《中国重大地质灾害实例分析》一文中所列举的27项中国重大地质灾害中有15项是由于暴雨引发。1975年8月8日—10日，湖北秭归县降雨300mm，诱发了大量滑坡，其中产生严重危害的就达876处。1998年重庆市区范围区内连续遭受了9次大暴雨和特大暴雨的袭击，引发大小地质灾害达27896处之多，其中滑坡80%以上，据不完全统计，其直接经济损失达9.7亿元，间接损失不可估量。日本1981年、1982年统计的198处滑坡，其中降雨诱发的滑坡为195处，占总数的98%。调查显示：天然边坡以及铁路、公路、露天矿等的开挖边坡的失稳多发生在雨季，并且，滑坡灾害发生频次在一年内随月份、季节变化，呈现出明显的以7月份为对称轴的正偏态分布变化规律(见图1-1)。滑坡发生频次最多的月份与暴雨出现频次最多的月份相一致，滑坡发生与暴雨频次具有良好的一致性。图1-1重大滑坡成灾频次变化曲线对滑坡与降雨关系进行分析，结果表明：降雨历时、降雨量、降雨强度及降雨形式等因素对滑坡的发生具有重要的影响。研究不同国家、地区由降雨诱发的滑坡(见表1-l)，不难发现：①边坡失稳与总降雨量的大小、日降雨强度以及降雨持续时间的长短等有着直接关系。统计结果表明，一次降雨总量在150mm—300mm之间较容易诱发滑坡的发生。② 降雨对滑坡的影响与具体地区有关，不同地区诱发滑坡的临界降雨量有一定的差别。例如，四川盆地滑坡主要发生在日降雨强度超过200mm/d的分布区，香港滑坡发生的日降雨强度大都在100mm/d以上。③ 由表1-1可以看出：对同一类型不同规模的滑坡，临界降雨量亦不相同。例如，在四川盆地，累积降雨量在50-100mm、日降雨量在30mm以上时，就有小型浅层滑坡开始发生；当累积降雨量在150mm以上，日降雨量大于100mm时，随着降雨量的增加，中等规模的堆积层滑坡和破碎岩土滑坡开始出现；当一次暴雨过程的累积降雨量在250—300mm以上，日降雨量大于150mm时，发生大型和巨型滑坡。表1-1国内外暴雨触发滑坡的临界降雨强度对于由降雨因素导致的边坡失稳机理，目前，较为普遍的认识是：降雨入渗使得边坡体内的地下水潜水面升高，滑面处岩体软化，从而降低边坡的稳定性，导致滑坡的发生。基于这一认识的评价、分析方法是，运用饱和渗流理论，模拟降雨引起的潜水面升高；运用刚体极限平衡方法，计算潜水面升高后的边坡稳定性，并以此作为设计依据。这是一种基于饱和土力学理论的边坡稳定性分析方法。但是这种评价方法往往很难被实践经验丰富的工程师所采信。原因主要是：①降雨对边坡稳定性的影响与具体地区有关，不同地区诱发滑坡的临界降雨量有一定的差别。例如，四川盆地滑坡主要发生在日降雨强度超过200mm/d的分布区，香港滑坡发生的日降雨强度大都在100mm/d以上。同时，不同类型的滑坡，致滑的临界降雨量值亦不同；②即使对于同一地区的边坡，不同专家推荐的确定临界降雨量的标准也有所不同。例如，有人建议用前期的总降雨量值来确定临界降雨量；有人建议以日降雨量值来确定临界降雨量；也有人建议用时最大降雨量值来确定临界降雨量，等等。事实上，边坡失稳与总降雨量的大小、日降雨强度以及降雨持续时间的长短等均有着直接关系。故已有的工程设计均采用对孔隙水压力进行假定的方法。例如美国一些工程采用水面到达地表的静水压力分布。这一假定基于以下认识：历时长的降雨使边坡裂隙完全饱水，地下水位达到地表。对于高边坡工程，采用这一水压力分布使加固设计过于保守。我国一些边坡工程常将静水压力乘以折减系