滑坡的发生与降雨关系的研究

1、滑坡的发生与降雨关系的研究RSS打印复制大中小发布时间：2021-06-3016:45:17摘要：在分析滑坡的地质资料和气象资料的根底上，讨论了降雨诱发滑坡的机制，并深入探讨了滑坡与降雨的关系，包括:降雨与滑坡两者在时间上的一致性和略滞后性；降雨与滑坡两者在空间上的一致性；降雨量对滑坡的影响；降雨强度及降雨形式对滑坡的影响。关键词：滑坡；降雨；机制；关系；引言：滑坡是一定自然条件下的斜坡，在以重力为主的自然营力作用下或在人类工程活动影响下使局部土体或岩体沿着一定的软弱面储)，整体、间歇，以水平位移为主的严重变形现象。滑坡是我国主要的地质灾害之一，其中以降雨诱发的滑坡分布最广，发生频率最高，危害

2、最大。滑坡的发生一方面取决于斜坡自身的地质和地貌条件，另一方面与斜坡受到的内外营力和人为作用息息相关，这是滑坡发生的诱发因素。在自然营力作用方面，降雨尤其是暴雨是滑坡活动最重要的诱发因素。据文献统计降雨型滑坡约占滑坡总数的70%,同时统计结果说明95%的滑坡发生于雨季，因此有必要对滑坡与降雨的关系进展研究。国内外研究人员对降雨型滑坡的形成机理、降雨强度与滑坡的关系、以及预测、预报理论与防治对策等方面进展了研究。在研究滑坡与降雨的关系时，滑坡发生的准确时间以及滑坡发生地点的准确降雨量是必不可少的数据信息。本文通过分析研究大量滑坡的地质资料和气象资料，对降雨与滑坡的关系进展了分析研究。正文：一.降

3、雨诱发滑坡的机制地质体的成分、构造及环境条件形成的力的平衡特征决定了地质体的稳定性。滑坡环境条件的变化，表现为对滑坡岩体的加载及改变其构造和力学性能等，从而降低滑坡的稳定性能。一旦这个变化打破原来的维持稳定的度，那么诱发滑坡产生、复活。降雨诱发滑坡的作用方式如下：(1)降雨对边坡岩体起加载作用，饱和岩体，增加容重。(2)降雨对岩土体力学强度的影响，包括：.软化作用水的软化作用指由于水的活动使岩土体强度降低的作用。.润滑作用由于可溶盐，胶体矿物连接的岩石，当有水渗入时，可溶盐溶解，胶体水解，使原有的连接变为水胶连接，导致矿物颗粒间连接力减弱，摩擦力减小，同时水胶起到润滑的作用。.连接作用束缚在矿

4、物外表的水分子可通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近，接紧，起连接作用。.孔隙压力作用对于孔隙和裂隙中含有重力水的岩土体，当其突然受荷载，水来不及排除时，就会在岩石或土体孔隙或裂隙中产生很高的孔隙水压力，即孔隙压力。.溶蚀作用和潜蚀作用当渗透水在岩土体内流动时还可使其中的可溶物质被溶解带走，有时甚至将岩石或土体中的小颗粒冲走，从而使岩土体强度大大降低，这就是溶蚀作用和潜蚀作用。6.动水压力作用如果斜坡岩土体是透水的，地下水向坡下渗透过程中会产生动水压力渗透压力，其方向与渗流方向一致，指向下坡，加大了下滑力，因而对斜坡稳定是不利的。水与岩土体相互作用的一个主要结果就是降低了岩土体的内聚力和摩擦力。（3

5、）降雨侵蚀、冲刷坡脚，破坏坡体，改变边坡构造。降雨形成的地表水径流改造坡体外表甚至形成各种类型的冲沟网或使坡体解体雨水下渗，可以直接成为地下水的补给源，改变坡体原有的渗流场，使滑体或滑带处于干、湿交替状态，不利于坡体的稳定。大气降雨入渗下界往往微、细颗粒富集，离子交换频繁，亲水成分增加，这是滑体中易变形的部位，成为滑体主滑控制界面之一。降雨补给地下水，导致地下水位变幅，久而久之，地下水位历年变化也促使滑坡在地下水位变幅带内微、细颗粒积聚，化学场的更新和亲水成分的增加，成为易变形的部位，即另一滑体主滑控制界面。:总之,降雨诱发滑坡的机制是非常复杂的，但可概括表现为促进滑移面剪应力增大及促使抗剪强

6、度降低。孔隙水压力被认为是降雨诱发滑坡的最主要机制，“降雨期间或降雨之后斜坡岩土体内孔隙水压力的升高使得潜在滑动面上的有效应力及抗剪强度较低，从而诱发滑坡。是太沙基有效应力定律对孔隙水压力的阐述。文献基于环剪试验机上进展的不排水匀速剪切试验结果提出，产生粒子破碎的土体最终产生了较高的超孔隙水压力，而且孔隙水压力产生的各阶段与排水试验中的体积变化阶段具有良好的对应关系，提醒了不同诱因产生滑坡的共同特征，即在长距离运动中，由于粒子破碎的影响，滑动面土体在不排水条件下，抗剪强度因超孔隙水压力上升而下降，从而诱发高速滑坡。同时由于粒子破碎将导致土体自身渗透系数降低，土粒子破碎因而促进超孔隙水压力的产生

7、和减缓超孔隙水压力消散的双重效果。二.降雨与滑坡两者在时间上的一致性和略滞后性降雨与滑坡的发生有密切的关系，二者在时间上具有很好的一致性，在对长江上游等地降雨与崩、滑、流的统计资料可以看出，绝大局部地质灾害都发生在雨季（表1）。另外,通过查阅资料发现，滑坡的产生与暴雨的频次二者也有较好的一致性。滑坡发生频次最多的季节是多年各月平均降雨量最多的季节，也是暴雨出现频次最多的季节，它们具有很好的对应关系。表1长江上游地区雨季（5-9月）崩滑情况地区滑坡数量个雨季崩滑数量个所占百分比%XXXX地区424096XXXX地区29425687XX凉山地区21220395川北地区21821498金沙江下游河谷

8、47745896陇南地区21320395XX彝良县757194合计1531144594同时降雨型滑坡大多发生于降雨中后期或滞后几天，滞后时间一般不超过10d,而且不同类型的滑坡滞后的时间长短不一。一般来说，堆积土、堆填土、黄土、粘土、碎屑和基岩滑坡的滞后时间由短到长，并且同一类型滑坡厚度由小到大，其滞后时间从短到长。三.降雨与滑坡两者在空间上的一致性降雨型滑坡成群集中分布在久雨、暴雨区（见表2）和江河冲刷严重的沿岸地区。从表2可以看出，滑坡总数及滑坡密度与该区域的年降雨量及暴雨量有着较好的对应关系。同时，依据云阳县1982年7月暴雨滑坡图（见图1）可以看出暴雨强度高的地区，也是滑坡等灾害发生最

9、多的地区，两者之间有着较好的一致性。此外，相关资料说明江河冲刷严重的河岸区域也是滑坡的集中地。表2XX市局部区县市滑坡分布与降雨关系表区县市滑坡数滑坡密度年均降雨量暴阳量（处）(处/100km2)(mm)(mm)万州区1283.7181309.90411.4XX区662.2401174.7180.9北暗区911.2081120.1210渝北区432.9611094.6200巴南区462.518973.9249.5#江津市481.5001038.0188.3#长寿县372.615998.2293.3#南川市160.6151138.5186.4#丰都县531.8271074.6300武隆县511.

10、758992.5151.0#忠县1095.0091193260开县300.7581102.1359.2#云阳县601.6441103240.1/357.7#皆县852.0741090218.5#巫山县511.7241049.3199巫溪县270.6711150.0261.9#城口县431.3101380232.0#石柱县311.0291083294#黔江县160.6681306.9327.2#彭水县250.6411224212.7注:标#者为三日最大暴雨量，其它为一日最大暴雨量。资料来源：XX市地质灾害防治规划、南江队云阳县98地质灾害检查报告等。上图重点考察了滑坡密度2.5处/100km2的

11、几组数据，这样做的目的是为了消弱地形，水文地质构造等条件对滑坡发生的影响，从而突出降雨这个因素对滑坡的奉献。通过线性相关性分析，得到年均降雨量与滑坡密度相关关系如下：Y=281.06X+264.19R2=0.9999式中：Y年均降雨量，X滑坡密度，R相关性。从公式中可以看出，年均降雨量与滑坡密度存在很好的相关性，当年均降雨量增大时，滑坡密度也相应增大。说明了降雨与滑坡两者在空间上存在着较好的一致性。图1云阳县1982年7月暴雨滑坡分布图（据云阳水电局）四.降雨量对滑坡的影响通过对局部区县发生不同数量滑坡时累积降雨量和日降雨量的统计分析（表3）发现：累积降雨量在50160mm、日降雨量在20mm

12、以上时，就有小型浅层滑坡发生；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，滑坡的数量也增多，中等规模的堆积层滑坡和破碎岩土滑坡开场出现，当一次暴雨过程的累积降雨量在200350mm以上，日降雨量大于110mm时，滑坡开场大量发生，并产生大型和巨型滑坡。对于同一规模的不同类型滑坡来说，基岩滑坡所需的降雨量（累积降雨量和日降雨量）要大于土层碎屑滑坡；而对同一类型不同规模的滑坡来说，规模大的滑坡往往需要较大的降雨量。表3局部区县滑坡发生不同数量时的降雨特征县名滑坡开场发生时的降雨量（mm）滑坡大量发生时的降雨量（mm）累积降雨量日降雨量累积降雨量日降雨量XX136.03

13、4.0308.5239.0旺苍119.968.1295.579.6阎中98.120.1279.7181.6剑阁109.589.1253.8129.7盐亭130.633.5331.5210.1三台168.474.2452.2283.8射洪91.587.5349.0112.5忠县*139.0139.0289.7138.2开县*53.451.4280.8153.8例*113.747.9218.9-注：标*者时间为1982年7月，来源于文献？长江三峡库区滑坡与泥石流研究？；其它为1981年数据。五.降雨强度及降雨形式对滑坡的影响当暴雨或持续降雨时，降雨对滑坡体的侵蚀和下渗作用加大，对滑坡体的稳定性不利

14、。降雨强度越大，诱发滑坡的可能性越大。有学者综合三峡库区现有暴雨滑坡的降雨调查资料，给出了该区域不同类型滑坡的临界降雨强度。见表4表4暴雨触发滑坡的临界降雨强度滑坡类型降雨强度（mm/h）日降雨量（mm）一次降雨过程累积降雨量（mm）浅层堆积层滑坡63050-100中厚层堆积滑坡和破碎岩石滑坡10120150-200厚层大型堆积层滑坡和基岩滑坡13150250-300降雨形式0型）一般划分为久雨型和暴雨型。久雨型降雨时间长，强度小，以中、大雨为主，与小雨、偶与暴雨组合，降雨时间610d,其间雨停时间不超过2d;暴雨型降雨时间短，强度大，以暴雨和大暴雨为主，与大雨和特大暴雨组合，形成一个完整的降

15、雨过程。两种雨型在同样的地质地貌条件下，触发滑坡的累积降雨量和日降雨量存在着明显的差异。暴雨型滑坡的累积降雨量比久雨型滑坡偏低，而对于日降雨量而言，暴雨型滑坡比久雨型偏高，但同时两种雨型随着累积降雨量的增加，触发滑坡的日降雨量都有减少的趋势。六.滑坡的发生与降雨关系的几点思考一.关于降雨诱发滑坡机制1对滑坡体水文地质构造的考虑，对于承压水型这一水文地质构造类型的滑坡，由于暴雨可以在滑坡体内产生很大的承压水压力，在此情况下，滑坡体受的承压水压力对诱发滑坡的发生起了直接重要的作用，其次才是滑坡体（带）因软化泥化而抗剪强度降低的效应。这种情况对应于暴雨诱发滑坡。对于潜水型和层间水型这两类水文地质构造

16、类型的滑坡，由于不能在滑坡体中产生巨大的承压水压力，只能依靠地下水对滑坡体储）的长期软化泥化而使抗剪强度极度降低，结合地下水压力的共同作用来诱发滑坡的发生。这种情况对应于久雨诱发滑坡。2降雨入渗对斜坡稳定性的影响时，要充分考虑裂隙的影响只有降雨强度大于一个临界值时才会有充足的降水通过裂隙渗入到斜坡深部，从而影响斜坡的稳定性。3学者们对降雨引起的动水压力对斜坡稳定的影响研究较少，其原因可能是降雨引起的动水压力不如库水位升降等产生的动水压力对斜坡稳定性的影响大，但是从长远的角度来看动水压力能够使斜坡中发生管涌，使斜坡组成物质的颗粒变粗，粘聚力降低，最终发生滑4当斜坡上的岩土体受持续降水、径流的浸润

17、、渗透和浸泡，孔隙压力增大使有效应力趋近于零时，潜在滑移面上覆的岩土体将完全丧失内聚力而呈现液态化状态，并沿坡面滑动或流动，经过一段时间和一段距离的混合搅拌，就变成了泥石流。对于斜坡破坏中从块体滑动向颗粒流动泥石流的转变的研究还比拟少。在许多情况下，滑坡一泥石流运动可以看作是固一液两相颗粒流运动。颗粒流的运动规律及颗粒之间的摩擦力和成拱情况已经成为物理学中的一个方兴未艾的新领域。二。关于降雨与滑坡的相关性1滑坡的发生不仅与降雨量的大小有关，而且与滑坡发生的当天降雨及前期降雨特征关系密切。因此对滑坡发生的前期降雨量，降雨特征如：滑坡发生前3d和前10d内的降雨情况的研究也很有必要。2可以根据暴雨

18、或久雨诱发滑坡的因素，结合滑坡自身的水文地质构造和工程地质构造，对滑坡进展分类，分类中对降雨型滑坡的控制因素进展细致的描述。而后根据不同类别的滑坡采取不同的预警措施和治理措施。3对于具体的降雨型滑坡，研究其失稳的成灾降雨过程的报告比拟少。成灾降雨过程确实定是研究降雨型滑坡变形破坏机理的重要前提条件只有明确了某种类型降雨型滑坡可能的成灾降雨过程，才有可能进展成灾降雨条件下的大型滑坡物理模型试验和数值模拟研究。因此，探求满足某类降雨型滑坡可能的成灾降雨过程及其确定方法是值得研究的新课题。4对滑坡与降雨的关系进展研究，其中一个很重要的原因就是为滑坡的预报预测提供资料，然而当前绝大多数的滑坡尚做不到提前预报，究其原因，一方面是由于影响滑坡变形的因素较多，滑坡变形机理复杂，并且受资金的限制，只能对极少数的重大滑坡进展监测，另一方面是我国在该领域的研究起步较晚，积累资料较少。鉴于此，应继续加强滑坡与降雨资料的统计与积累，特别是对降雨型滑坡分布广泛的省份、地区，应着重加强滑坡发生与临界降雨量及前期降雨量