降雨作用下土石混合体边坡力学参数弱化规律与稳定性分析

刘明扬， 宋顶峰， 付晓东， 田 宁,4， 张振平,4

(1.中建国际投资(湖北)有限公司， 武汉 430071； 2.中国建筑国际集团有限公司， 香港 999077； 3.中国科学院 武汉岩土力学研究所， 岩土力学与工程国家重点实验室， 武汉 430071； 4.中国科学院大学， 北京 100049)

降雨是诱发土石混合体边坡地质灾害的关键因素，其对边坡的灾变行为可以总结为对坡体的增重、弱化、冲刷潜蚀和动静水压力等方面[1]。其具体影响效果主要体现在以下3个方面：①在强降雨作用下，非饱和边坡内部初始负孔隙水压力(即基质吸力)发生降低甚至达到0[2]，从非饱和状态转化为饱和状态，结合非饱和抗剪强度公式可以得到基质吸力的降低直接导致材料抗剪强度的降低；②降雨入渗作用导致材料内部含水量增加，造成坡体吸水重量增加，间接促进滑体向下发生滑动；③坡体材料的力学参数受到粒径分布、孔隙比、颗粒几何形态及含水量多项因素共同影响制约，其中含水量的增加有助于颗粒内部发生滑动和错动，必然导致黏聚力和内摩擦角的降低和弱化。在以往研究中对非饱和边坡稳定性的研究多停留在坡体材料由非饱和到饱和状态的变化，仅围绕孔隙水压力影响进行研究[3-4]。地表浅层材料多为松散堆积物质，内部含有粉质黏土等亲水土体材料，在降雨作用下矿物成分发生水解游离，和细小颗粒一起被渗流带出，材料参数弱化现象极为明显。因此，同时考虑降雨入渗与参数弱化对于土石混合体边坡稳定性分析具有重要作用。……