优势入渗通道对黄土边坡稳定性的影响研究课件

交流内容一、引言二、滑坡概况及地形恢复三、模拟方案的设计及模型建立四、降雨驱动下的斜坡稳定性评价五、结论交流内容一、引言1一、引言问题的提出陕北黄土高原黄土力学性质差，峁梁起伏，沟壑纵横，坡体切割强烈，地形破碎，是地质灾害高易发区。黄土高原区地质灾害详细调查结果表明，降雨与人类活动是黄土滑坡灾害的主要诱发因素。根据黄土性质分析，黄土平均入渗率﹤0.015m/h，在大雨、暴雨过程中，雨水难以完全入渗至土体，大部分形成径流。降雨对斜坡自重难以造成实质影响，更加难以入渗至土体深层，导致滑坡发生。问题：降雨滑坡？？？？

优势入渗通道

形成局部地下水一、引言问题的提出问题：降雨2一、引言研究的方法通过选取典型滑坡，调查滑坡的地质环境条件，周边斜坡微地貌的发育与分布特征，恢复滑坡滑前地貌。

针对优势入渗通道，进行调查统计分析，确定不同优势入渗通道的汇水范围。

采用数值模拟，模拟不同降雨强度下，雨水的入渗规律及特征。并针对其入渗状态进行稳定性评价。一、引言研究的方法3二、滑坡概况及滑前地形恢复滑坡概况地质环境条件芦草台滑坡位于陕北榆林境内，黄土梁峁区，为黄土—基岩型滑坡。斜坡上部沉积厚约70m的黄土，其中，Q3黄土顺坡披盖厚约5-10m，Q3以下为Q2黄土厚约50-60m，未见Q1黄土出露。该地区无显著构造作用，地下水位埋藏较深，位于基岩面以下，斜坡上多为耕种地。石油部门通过对此处的评估，认为该斜坡地段适合修建油气井平台。油气田滑坡特征此滑坡发生于2005年7月9日，滑前遭连续降雨，诱发大型黄土滑坡。滑体上窄下宽，滑坡后壁高约36m，坡度55°，滑壁下部22-36m处为崩滑体堆积物，滑体厚12-28m。滑体平台前沿可见由滑体挤压形成的反挫地形，滑坡下部份由松散破碎的扰动土覆盖于基岩上，滑带为黄土与基岩接触面。二、滑坡概况及滑前地形恢复滑坡概况地质环境条件油气田滑4滑前地形恢复NII´河谷二、滑坡概况及滑前地形恢复滑前地形恢复NII´河谷二、滑坡概况及滑前地形恢复5二、滑坡概况及滑前地形恢复未贯通式优势入渗通道贯通式优势入渗通道优势入渗通道类型、发育特征优势入渗通道类型第一类为未贯通式发育优势入渗通道第二类为贯通式发育入渗优势通道优势入渗通道发育特征黄土的浅层土体的垂直节理发育，生物孔洞密布，这类通道发育于浅层土体；这些浅层的孔隙，在溶蚀、潜蚀等作用下，逐渐发育成为大孔径的洞隙，并深入土体，此类通道是降雨后优先将水分入渗至深层土体。

二、滑坡概况及滑前地形恢复未贯通式优势入渗通道贯通式优势入渗6二、滑坡概况及滑前地形恢复优势入渗通道汇水面积调查统计分析裂缝落水洞孔径为0.1-0.3m的落水洞其汇水面积平均约为38㎡，孔径为0.3-0.6m的落水洞其汇水面积平均约为84㎡。

孔径降雨强度m/h汇水面积㎡汇水量m³0.250.02320.190.05562.94同一落水洞的汇水面积与降雨强度成正比径流的越流作用二、滑坡概况及滑前地形恢复优势入渗通道汇水面积调查统计分析孔7三、模拟方案的设计及模型建立（一）降雨与滑坡的关系

发生时间发生地点灾害种类当日降水量1994.08.31吴旗滑坡87.31998.07.28延安滑坡27.12001.08.16榆林滑坡83.22003.07.30府谷滑坡121.4灾害种类当日降水量降水日数≥10mm日数

≥25mm日数累计降水量累积次数滑坡19.95.52.41.179.335连阴雨与滑坡的关系大雨、暴雨与滑坡的关系

从气象局收集的各水文站降雨资料以及降雨与滑坡发生的关系研究表明，大雨、暴雨是诱发滑坡的主要降雨形式。三、模拟方案的设计及模型建立（一）降雨与滑坡的关系8三、模拟方案的设计及模型建立（二）模拟降雨情景

方案一：设计降雨量为20mm/hour，连续降雨3小时。方案二：设计降雨量为50mm/hour，连续降雨3小时。

三、模拟方案的设计及模型建立（二）模拟降雨情景9四、模拟方案的设计及模型建立（三）降雨入渗概念模型斜坡概念模型优势入渗通道概念模型四、模拟方案的设计及模型建立（三）降雨入渗概念模型斜坡概念模10（四）降雨入渗数学模型控制方程边界条件

初始条件四、模拟方案的设计及模型建立（四）降雨入渗数学模型四、模拟方案的设计及模型建立11（五）非饱和黄土斜坡降雨入渗模型求解四、模拟方案的设计模型建立（五）非饱和黄土斜坡降雨入渗模型求解四、模拟方案的设计模型建12四、模拟方案的设计及模型建立（六）斜坡稳定性评价数学模型边坡概化示意图Morgenstren-Price法条块力系四、模拟方案的设计及模型建立（六）斜坡稳定性评价数学模型边坡13四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价通过对滑前斜坡进行稳定性计算，斜坡在降雨前稳定性系数为1.42，处于稳定状态。雨前斜坡稳定性评价

实际滑面最优滑面Fs=1.426Fy=1.421滑体黄土基岩四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价通过对滑前斜14四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案一降雨强度为20mm/h，降雨时间为3小时。直立式发育优势通道降雨入渗动态过程贯通式发育优势通道降雨入渗动态过程降雨入渗模拟四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案一降雨强度为20m15四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案二

降雨强度为50mm/h，降雨时间为3小时。直立式发育优势通道降雨入渗动态过程贯通式发育优势通道降雨入渗动态过程降雨入渗模拟四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案二降雨强度为50m16四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价两种落水洞型态、两种降雨方案的斜坡稳定性对比类型时间段稳定性评价降雨前斜坡01.421未贯通优势入渗通道20mm/h,3h31.321441.1450mm/h,

3h31.1581080.92贯通快速入渗通道20mm/h,

3h11.2131.0550mm/h,

3h10.98630.68类型时间段稳定性评价未贯通优势入渗通道20mm/h,

3h31.321441.14贯通型优势入渗通道20mm/h,

3h11.2131.05类型时间段稳定性评价未贯通优势入渗通道50mm/h,

3h31.1581080.92贯通型优势入渗通道50mm/h,

3h10.98630.68四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价两种落水洞型态、两种降雨17在降雨作用下，优势入渗通道是导致诱发滑坡的关键因素。随降雨量的增大，斜坡稳定性降低。在同样的降雨强度下，发育贯通优势入渗通道的斜坡比发育直立式落水洞的斜坡的稳定性降低更快。在大雨、暴雨情况下，径流汇集优势入渗通道形成饱和区对斜坡稳定性的影响取决于优势入渗通道发育的部位、型态。当优势入渗通道底部的饱和区遇到较致密的隔水层后形成上层滞水对斜坡的稳定性影响更大，斜坡将以隔水层为滑带产生滑动。五、结论在降雨作用下，优势入渗通道是导致诱发滑坡的关键因素。五、结论18谢谢！敬请批评指导！谢谢！敬请批评指导！19交流内容一、引言二、滑坡概况及地形恢复三、模拟方案的设计及模型建立四、降雨驱动下的斜坡稳定性评价五、结论交流内容一、引言20一、引言问题的提出陕北黄土高原黄土力学性质差，峁梁起伏，沟壑纵横，坡体切割强烈，地形破碎，是地质灾害高易发区。黄土高原区地质灾害详细调查结果表明，降雨与人类活动是黄土滑坡灾害的主要诱发因素。根据黄土性质分析，黄土平均入渗率﹤0.015m/h，在大雨、暴雨过程中，雨水难以完全入渗至土体，大部分形成径流。降雨对斜坡自重难以造成实质影响，更加难以入渗至土体深层，导致滑坡发生。问题：降雨滑坡？？？？

优势入渗通道

形成局部地下水一、引言问题的提出问题：降雨21一、引言研究的方法通过选取典型滑坡，调查滑坡的地质环境条件，周边斜坡微地貌的发育与分布特征，恢复滑坡滑前地貌。

针对优势入渗通道，进行调查统计分析，确定不同优势入渗通道的汇水范围。

采用数值模拟，模拟不同降雨强度下，雨水的入渗规律及特征。并针对其入渗状态进行稳定性评价。一、引言研究的方法22二、滑坡概况及滑前地形恢复滑坡概况地质环境条件芦草台滑坡位于陕北榆林境内，黄土梁峁区，为黄土—基岩型滑坡。斜坡上部沉积厚约70m的黄土，其中，Q3黄土顺坡披盖厚约5-10m，Q3以下为Q2黄土厚约50-60m，未见Q1黄土出露。该地区无显著构造作用，地下水位埋藏较深，位于基岩面以下，斜坡上多为耕种地。石油部门通过对此处的评估，认为该斜坡地段适合修建油气井平台。油气田滑坡特征此滑坡发生于2005年7月9日，滑前遭连续降雨，诱发大型黄土滑坡。滑体上窄下宽，滑坡后壁高约36m，坡度55°，滑壁下部22-36m处为崩滑体堆积物，滑体厚12-28m。滑体平台前沿可见由滑体挤压形成的反挫地形，滑坡下部份由松散破碎的扰动土覆盖于基岩上，滑带为黄土与基岩接触面。二、滑坡概况及滑前地形恢复滑坡概况地质环境条件油气田滑23滑前地形恢复NII´河谷二、滑坡概况及滑前地形恢复滑前地形恢复NII´河谷二、滑坡概况及滑前地形恢复24二、滑坡概况及滑前地形恢复未贯通式优势入渗通道贯通式优势入渗通道优势入渗通道类型、发育特征优势入渗通道类型第一类为未贯通式发育优势入渗通道第二类为贯通式发育入渗优势通道优势入渗通道发育特征黄土的浅层土体的垂直节理发育，生物孔洞密布，这类通道发育于浅层土体；这些浅层的孔隙，在溶蚀、潜蚀等作用下，逐渐发育成为大孔径的洞隙，并深入土体，此类通道是降雨后优先将水分入渗至深层土体。

二、滑坡概况及滑前地形恢复未贯通式优势入渗通道贯通式优势入渗25二、滑坡概况及滑前地形恢复优势入渗通道汇水面积调查统计分析裂缝落水洞孔径为0.1-0.3m的落水洞其汇水面积平均约为38㎡，孔径为0.3-0.6m的落水洞其汇水面积平均约为84㎡。

孔径降雨强度m/h汇水面积㎡汇水量m³0.250.02320.190.05562.94同一落水洞的汇水面积与降雨强度成正比径流的越流作用二、滑坡概况及滑前地形恢复优势入渗通道汇水面积调查统计分析孔26三、模拟方案的设计及模型建立（一）降雨与滑坡的关系

发生时间发生地点灾害种类当日降水量1994.08.31吴旗滑坡87.31998.07.28延安滑坡27.12001.08.16榆林滑坡83.22003.07.30府谷滑坡121.4灾害种类当日降水量降水日数≥10mm日数

≥25mm日数累计降水量累积次数滑坡19.95.52.41.179.335连阴雨与滑坡的关系大雨、暴雨与滑坡的关系

从气象局收集的各水文站降雨资料以及降雨与滑坡发生的关系研究表明，大雨、暴雨是诱发滑坡的主要降雨形式。三、模拟方案的设计及模型建立（一）降雨与滑坡的关系27三、模拟方案的设计及模型建立（二）模拟降雨情景

方案一：设计降雨量为20mm/hour，连续降雨3小时。方案二：设计降雨量为50mm/hour，连续降雨3小时。

三、模拟方案的设计及模型建立（二）模拟降雨情景28四、模拟方案的设计及模型建立（三）降雨入渗概念模型斜坡概念模型优势入渗通道概念模型四、模拟方案的设计及模型建立（三）降雨入渗概念模型斜坡概念模29（四）降雨入渗数学模型控制方程边界条件

初始条件四、模拟方案的设计及模型建立（四）降雨入渗数学模型四、模拟方案的设计及模型建立30（五）非饱和黄土斜坡降雨入渗模型求解四、模拟方案的设计模型建立（五）非饱和黄土斜坡降雨入渗模型求解四、模拟方案的设计模型建31四、模拟方案的设计及模型建立（六）斜坡稳定性评价数学模型边坡概化示意图Morgenstren-Price法条块力系四、模拟方案的设计及模型建立（六）斜坡稳定性评价数学模型边坡32四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价通过对滑前斜坡进行稳定性计算，斜坡在降雨前稳定性系数为1.42，处于稳定状态。雨前斜坡稳定性评价

实际滑面最优滑面Fs=1.426Fy=1.421滑体黄土基岩四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价通过对滑前斜33四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案一降雨强度为20mm/h，降雨时间为3小时。直立式发育优势通道降雨入渗动态过程贯通式发育优势通道降雨入渗动态过程降雨入渗模拟四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案一降雨强度为20m34四、降雨驱动下黄土斜坡稳定性评价方案二

降雨强度为50mm/h，降雨时间为3小时。直立式发育优势通道降雨入渗动态过程贯通式发育优势通道降雨入