葉旭光 王新剛 劉凱 王友林 羅力 薛晨

收稿日期：2023-10-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFC3008401）；中國(guó)博士后基金特別資助項(xiàng)目（2019T120871）。

第一作者：葉旭光，男，從事地質(zhì)災(zāi)害防治研究，1521127692@qq.com。

通信作者：王新剛，男，博士生導(dǎo)師，教授，從事地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理與防控研究，xgwang@nwu.edu.cn。

摘要? 以柞水縣小嶺鎮(zhèn)羅莊三組滑坡為研究對(duì)象，在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上開展室內(nèi)土工試驗(yàn)，利用大型直剪試驗(yàn)和數(shù)值模擬手段，研究不同含水率條件下滑帶土的剪切力學(xué)特性，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上揭示降雨誘發(fā)堆積層滑坡的形成機(jī)理和變形過程。大型直剪試驗(yàn)表明：在試驗(yàn)前期，剪切應(yīng)力與剪切位移呈線性關(guān)系，隨剪切位移增大曲線呈現(xiàn)出非線性特征;在其他試驗(yàn)工況相同時(shí)，剪切應(yīng)力與含水率呈負(fù)相關(guān)規(guī)律;當(dāng)含水率相同時(shí)，剪切應(yīng)力隨法向荷載的增大而增大。數(shù)值模擬結(jié)果表明：堆積層坡體在降雨因素的作用下，容易發(fā)生失穩(wěn);隨著降雨強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)的不斷增大，土體含水量增加或飽和后易產(chǎn)生破壞，坡體穩(wěn)定性系數(shù)不斷減小。降雨條件下，堆積層滑坡滑體變形較強(qiáng)烈，其變形過程一般經(jīng)歷蠕動(dòng)變形→加速變形→滑動(dòng)破壞3個(gè)階段，破壞運(yùn)動(dòng)形式以推移式為主，通過推擠作用對(duì)威脅對(duì)象產(chǎn)生破壞效應(yīng)，從而造成人員和財(cái)產(chǎn)損失。該研究成果對(duì)秦巴山區(qū)堆積層滑坡的機(jī)理研究與防災(zāi)減災(zāi)具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞? 堆積層滑坡;降雨;大型直剪;數(shù)值模擬;滑坡機(jī)理

中圖分類號(hào)： P642.22? DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2024-01-012

Study on the mechanism of typical rainfall inducedaccumulation layer landslide

YE Xuguang1， WANG Xingang1， LIU Kai1， WANG Youlin2，? LUO Li1， XUE Chen1

（1.State Key Laboratory of Continental Dynamics， Department of Geology， Northwest University， Xian 710069， China;

2.Shaanxi Hydrological Engineering Geology and Environmental Geological Survey Center， Xian 710068， China）

Abstract? The Luozhuang Group 3 landslide in Xiaoling Town， Zhashui County， is the focus of the present study.Geotechnical tests are performed indoors based on the geological survey in the field. By means of large-scale direct shear test and numerical simulation， the shear mechanical properties of sliding zone soil under different water content conditions are analyzed and studied. On this basis， the formation mechanism and deformation process of rainfall-induced accumulation landslide are revealed. The large-scale direct shear test shows： in the early stage of the test， the shear stress and shear displacement are linear， and the curve shows nonlinear characteristics with the increase of shear displacement. When the other test conditions are the same， the shear stress is negatively correlated with the water content. When the water content is the same， the shear stress increases with the increase of the normal load. The numerical simulation results show that the accumulation layer slope is prone to instability under the action of rainfall factors， with the continuous increase of rainfall intensity and duration， the soil moisture content increases or is prone to damage after saturation， and the slope stability coefficient decreases continuously. Under the condition of rainfall， the deformation of the landslide body of the accumulation layer is relatively strong， and its deformation process generally undergoes three stages， creep deformation - accelerating deformation - sliding failure. The form of failure movement is mainly push-type， which has a destructive effect on the threat object through the pushing effect， resulting in personnel and property losses. The research results have certain reference significance for the mechanism research and disaster prevention and mitigation of colluvial landslides in Qinba Mountain area.

Keywords? accumulation layer landslide; rainfall; large direct shear; numerical simulation; landslide mechanism

秦巴山區(qū)，受板塊運(yùn)動(dòng)影響，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，巖性復(fù)雜多樣，加之氣候條件的特殊性，滑坡災(zāi)害多發(fā)［1］。秦巴山區(qū)大部分的滑坡主要發(fā)生在5月至9月的雨季［2-4］，且以堆積層滑坡居多。秦巴山區(qū)堆積層滑坡的頻繁發(fā)生對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，因此，研究降雨誘發(fā)型堆積層滑坡機(jī)理對(duì)于該類滑坡的防治具有重要的意義。

秦巴山區(qū)堆積層滑坡滑體物質(zhì)主要為碎石土，其結(jié)構(gòu)疏松，在降雨作用下，其力學(xué)性質(zhì)容易被大幅度削弱［5］。前人學(xué)者對(duì)堆積層滑坡的成因模式進(jìn)行了大量研究，王承輝歸結(jié)新灘滑坡的誘因?yàn)榻涤曜饔茫?］;許建聰?shù)瓤偨Y(jié)了碎石土滑坡的一般發(fā)育規(guī)律，闡述了碎石土滑坡的破壞機(jī)理，認(rèn)為碎石土滑坡穩(wěn)定性與孔隙水壓力及土體自重應(yīng)力有關(guān)，且明確指出強(qiáng)降雨是淺層碎石土滑坡體發(fā)生失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素［7-9］;孫紅月提出含碎石黏性土滑坡的首要治理原則就是治水，強(qiáng)調(diào)了降雨的影響［10］;徐興華等從實(shí)地調(diào)研出發(fā)，通過對(duì)官家滑坡變形破壞的研究，強(qiáng)調(diào)了降雨和地下水在碎石土滑坡發(fā)生破壞時(shí)的重要作用［11］;胡顯明針對(duì)碎石土滑坡，研究了其殘余強(qiáng)度特性，并基于賓漢模型結(jié)合自身研究對(duì)滑坡的破壞機(jī)理進(jìn)行了研究［12］。此外，還有學(xué)者研究了碎石土的物質(zhì)組成，指出了細(xì)顆粒成分對(duì)其特性的影響［13-15］。

綜上所述，降雨因素對(duì)于堆積層滑坡有著顯著影響，特別容易導(dǎo)致其變形加劇［16-17］。梳理過前人研究成果后認(rèn)為，針對(duì)堆積層滑坡滑帶土的剪切力學(xué)特性和堆積層滑坡的機(jī)理揭示仍需進(jìn)一步的深入研究［18-19］。本研究以秦巴山區(qū)一典型降雨誘發(fā)型堆積層滑坡作為研究對(duì)象，通過前期野外勘察總結(jié)了滑坡的發(fā)育特征，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)研究了滑帶土在大型直剪試驗(yàn)下的剪切力學(xué)特性，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合GeoStudio軟件綜合室內(nèi)試驗(yàn)成果，揭示了典型降雨誘發(fā)型堆積層的滑坡機(jī)理。

1? 滑坡概況

研究滑坡體位于陜西省商洛市柞水縣的小嶺鎮(zhèn)羅莊三組〔見圖1（a）〕， 其地理位置為109°16′15.75″ E，33°34′35.04″ N。該滑坡是典型的降雨誘發(fā)型堆積層滑坡，曾于2021年9月29日下午2時(shí)發(fā)生滑動(dòng)?；轮芙缛鐖D1（b）所示。

該滑坡位于坡體中下部，滑坡后緣呈圈椅狀，發(fā)育多級(jí)陡坎〔見圖2（a）〕，高約1.9 m，側(cè)邊界高約1.6 m，剪出口被滑體掩蓋。后緣陡坎發(fā)育數(shù)條拉張裂縫〔見圖2（b）〕，長(zhǎng)度分布在5～20 m，寬度分布在8～20 cm，中下部發(fā)育多條剪切裂縫，寬度約3 cm，長(zhǎng)約3 m，并有明顯沖溝發(fā)育〔見圖2（c）〕。滑體主要為殘坡積層，主要巖性為第四系坡積碎石土，直徑大小約2 mm，厚度8～10 m?；虑熬壡衅陆ǚ?，故滑坡造成房屋受損嚴(yán)重〔見圖2（d）〕，坡體上陡下緩;可見貫穿性凹型滑面，長(zhǎng)約47 m，寬約16 m，滑坡區(qū)未見基巖出露。

通過野外實(shí)地勘察，繪制了滑坡的主剖面圖（見圖3），滑坡區(qū)地層主要為碎石土、千枚巖和板巖，坡腳處為滑坡堆積物，坡高50 m，主滑方向?yàn)?59°。該滑坡呈現(xiàn)出長(zhǎng)期蠕動(dòng)變形的特征，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。據(jù)當(dāng)?shù)鼐用窠榻B，2021年，該滑坡曾發(fā)生過一次大規(guī)?；瑒?dòng)，近期當(dāng)降雨較大時(shí)坡體也會(huì)產(chǎn)生溜滑，這是長(zhǎng)期蠕動(dòng)變形的結(jié)果。從滑面形態(tài)上來(lái)看，該滑坡抗滑力主要來(lái)源于滑體與滑床碎石土之間的黏聚力、摩擦力與建筑物的阻力。

2? 試驗(yàn)研究

為獲取滑坡區(qū)滑帶土的力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)，取堆積層滑坡滑帶土進(jìn)行室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)（見圖4）。由于碎石土的不均一特性，采用大型直剪試驗(yàn)研究其物理力學(xué)性質(zhì)。

通過室內(nèi)試驗(yàn)可知（試樣的試驗(yàn)參數(shù)如表1所示），其干密度為1.52 g／cm3，天然含水率在8％～13％，因研究降雨作用下土的力學(xué)性質(zhì)，所以本次直剪試驗(yàn)的樣品含水率設(shè)為5％，10％，15％和20％（此時(shí)已近于飽和狀態(tài)）。

2.1? 試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)所采用的儀器設(shè)備為TT-ADS型全自動(dòng)單聯(lián)直剪儀（見圖5），該設(shè)備經(jīng)過一系列的改良優(yōu)化，性能優(yōu)越，具有精確度高、試驗(yàn)誤差小等特點(diǎn)。該設(shè)備主要由加載系統(tǒng)、剪切系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)與控制設(shè)備組成，其中，剪切盒設(shè)計(jì)為下盒固定、上盒受剪切裝置按一定速率推動(dòng)剪切的方式。本次試驗(yàn)選用的剪切盒尺寸為150 mm×150 mm×100 mm。

2.2? 試驗(yàn)方案

對(duì)于滑帶土，試驗(yàn)設(shè)置了5％，10％，15％和20％四種不同含水率及不同法向應(yīng)力。在試驗(yàn)階段，將這4組樣本分三到四層填裝在儀器盒內(nèi)，分層按壓，在不同法向應(yīng)力σ作用下進(jìn)行剪切。

鑒于樣品中40％左右的碎石成分，為了確保試驗(yàn)準(zhǔn)確，試驗(yàn)開展前先對(duì)碎石的吸水量做了初步探索，發(fā)現(xiàn)碎石的吸水量較小，約5％含水率時(shí)已達(dá)到飽和，故在配置含水率時(shí)將碎石獨(dú)立進(jìn)行配置［20］。

3? 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1? 法向荷載對(duì)剪切力學(xué)特性的影響

通過不同含水率下，剪應(yīng)力與剪切位移的關(guān)系曲線（見圖6）可以發(fā)現(xiàn)，在不同法向荷載下，試樣剪應(yīng)力-位移曲線一般都具有峰值；有的沒有較明顯的峰值，是因?yàn)樵谳^低法向荷載作用下，試樣中顆粒，較大部分由于受力不夠未能相互緊密咬合，與顆粒較小部分還沒有緊密接觸，形成了點(diǎn)面接觸或者點(diǎn)點(diǎn)接觸〔見圖7（a）〕的現(xiàn)象，此時(shí)試樣還存在體積膨脹的趨勢(shì)；高法向荷載作用時(shí)，試樣間結(jié)合緊密〔見圖7（b）〕，所以一般都具有較明顯的峰值。

3.2? 剪切強(qiáng)度與剪切位移的關(guān)系分析

圖6為研究區(qū)堆積層碎石土在不同含水率條件下的剪應(yīng)力與位移關(guān)系曲線圖，圖6（c）、（d）中出現(xiàn)曲線點(diǎn)瞬時(shí)下移的特征，并在試驗(yàn)進(jìn)行中發(fā)出石子碰撞聲，這是由于試樣在試驗(yàn)剪切過程中遇到光滑的石子，導(dǎo)致剪切應(yīng)力迅速減小，或是試樣內(nèi)部某一部分發(fā)生石子錯(cuò)動(dòng)引起的。圖6（a）、（b）、（d）中的曲線呈現(xiàn)出高低起伏的V字形小型波動(dòng)現(xiàn)象，是因?yàn)樗槭猎诩羟性囼?yàn)中，堆積層碎石塊會(huì)發(fā)生相互作用，直接碰撞或者摩擦，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)位或者損傷時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致剪應(yīng)力快速增大，當(dāng)碎石塊完成錯(cuò)位或者被影響消失的時(shí)候，其他部分的土石混合體會(huì)迅速充填并重組結(jié)構(gòu)，其中攜帶著碎石塊損傷被剝離掉的部分，又恢復(fù)到之前的大小（見圖8）。

綜合對(duì)比分析圖6可以看出，試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)前期被剪切時(shí)，剪切應(yīng)力隨剪切位移的增加而增大，近似呈線性關(guān)系;當(dāng)試樣剪切位移達(dá)到一定程度時(shí)，剪切應(yīng)力與剪切位移關(guān)系呈現(xiàn)出非線性關(guān)系，隨剪切位移的增大而緩慢增加，最終剪切應(yīng)力可能會(huì)出現(xiàn)峰值，然后會(huì)維持定值，或出現(xiàn)剪切應(yīng)力減小的現(xiàn)象。

在相同壓實(shí)程度、相同含水率的同一工況下，當(dāng)法向荷載不斷增大時(shí)，剪切應(yīng)力也相應(yīng)隨之增大;在上述同一工況下，含水率與抗剪強(qiáng)度在數(shù)值變化上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.3? 抗剪強(qiáng)度分析

根據(jù)不同工況下剪切試驗(yàn)得出的抗剪強(qiáng)度值如表2所示。

從表2中可以分析出：①比較DJ-1、DJ-2、DJ-3和DJ-4可以得出，當(dāng)法向應(yīng)力相同的情況下，抗剪強(qiáng)度隨含水率的增大而減小（見圖9），水分對(duì)碎石土的抗剪強(qiáng)度影響較大，這是因?yàn)樗执蟠蠼档土硕逊e層碎石土顆粒之間的摩擦力，同時(shí)也將顆粒相互之間的咬合力大大減弱。②經(jīng)過一系列試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)了碎石土抗剪強(qiáng)度隨著法向應(yīng)力的增大而增大。③DJ-1、DJ-2、DJ-3和DJ-4各組試驗(yàn)進(jìn)行組內(nèi)比較可以看出，隨法向應(yīng)力增大，其抗剪強(qiáng)度也會(huì)增大，且在未達(dá)到試樣飽和含水率時(shí)，抗剪強(qiáng)度會(huì)隨法向應(yīng)力的增大呈相同比例增大，但當(dāng)含水率過大時(shí)，抗剪強(qiáng)度會(huì)大幅度下降，該結(jié)果表明了強(qiáng)降雨條件下易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

3.4? 強(qiáng)度指標(biāo)與含水率關(guān)系特征

通過庫(kù)侖公式得出碎石土的強(qiáng)度特性既受細(xì)粒土的黏聚力影響，又受到大顆粒的咬合作用影響，還會(huì)因?yàn)槟Σ翉?qiáng)度而改變。

圖10為研究區(qū)小嶺鎮(zhèn)羅莊三組滑坡碎石土的內(nèi)摩擦角及黏聚力與含水率的關(guān)系柱狀圖。從圖10中可以看出，隨含水率增加，黏聚力和內(nèi)摩擦角整體上都呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，黏聚力存在短暫上升的緩沖區(qū)段，而內(nèi)摩擦角則呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)。

1）當(dāng)含水率在5％～20％（近飽和）變化時(shí)，其黏聚力在30.9～21.8 kPa變化，總降幅為29.4％，且在含水率為5％～10％時(shí)，碎石土的黏聚力隨含水率先小幅增大，然后隨含水率增加先緩慢減小，然后急劇減?。惶貏e是在含水率為15％～20％時(shí)，黏聚力從28.7 kPa下降到21.8 kPa，黏聚力的降幅為24％。由此可知，含水率為15％～20％時(shí)，黏聚力降幅占總降幅的75.8％左右，說(shuō)明水對(duì)于碎石土黏聚力的影響在這個(gè)含水率區(qū)間表現(xiàn)的尤為明顯。

2）對(duì)于內(nèi)摩擦角而言，整體來(lái)看，其隨含水率的增大而持續(xù)減小，整體的下降幅度大于黏聚力的下降幅度，從上限36.3 kPa下降到下限20.8 kPa，降幅約為42.7％，且與黏聚力相同的是，其降幅也在含水率為15％～20％時(shí)下降幅度最大，從27.8 kPa下降到20.8 kPa，占總降幅的45.1％。

產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因?yàn)椋核槭恋酿ぞ哿χ饕芩槭林屑?xì)粒成分所影響，具體表現(xiàn)為顆粒之間的相互引力、水膜結(jié)合力等［21］。當(dāng)含水率從5％增加至10％時(shí)，由于顆粒之間的強(qiáng)結(jié)合水增多，使得土體顆粒愈加穩(wěn)定，從而導(dǎo)致黏聚力的小幅增大；當(dāng)含水率繼續(xù)增大時(shí)，土體顆粒之間的強(qiáng)結(jié)合水逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒之間的自由水，所以會(huì)導(dǎo)致黏聚力的持續(xù)減小。

內(nèi)摩擦角主要源于土體顆粒之間的相互作用，可分為滑動(dòng)與滾動(dòng)兩種模式。隨著含水率增大，顆粒之間的強(qiáng)結(jié)合水溢出，轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒間起潤(rùn)滑作用的自由水，產(chǎn)生剪切軟化的現(xiàn)象，所以內(nèi)摩擦角會(huì)隨著含水率的增大而減小。

4? 數(shù)值模擬與滑坡機(jī)理分析

本研究選用GeoStudio有限元數(shù)值模擬軟件，以柞水縣小嶺鎮(zhèn)羅莊三組滑坡為研究對(duì)象，將斜坡工程地質(zhì)主剖面圖概化后，再建立數(shù)值模型，設(shè)定不同降雨工況，通過計(jì)算分析各工況下模擬的變化情況，從而揭示滑坡的變形機(jī)理。

4.1? 幾何模型及工況的建立

根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖， 采用GeoStudio軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，模型高50 m， 長(zhǎng)82 m， 共2 154個(gè)節(jié)點(diǎn)， 2 054個(gè)單元， 具體位置及幾何模型如圖11所示， 模型中材料分別為板巖、 千枚巖、 碎石土滑體及滑坡堆積物。 模型底部邊界條件設(shè)置為限制其XY方向的移動(dòng)， 模型左側(cè)限制其X方向的運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)柞水縣9.23特大暴雨的降水量設(shè)置模型的水力邊界， 同時(shí)綜合原位、 室內(nèi)試驗(yàn)及前人對(duì)研究區(qū)巖土參數(shù)的研究成果確定了各模型的相關(guān)參數(shù)（見表3）， 以此獲得降雨過程中坡體孔隙水壓力、 變形、 應(yīng)力及應(yīng)變等特征的發(fā)展和變化過程。 本研究根據(jù)研究區(qū)的降雨情況， 選擇了4種降雨強(qiáng)度：? 0.02 m／d（小雨），0.08 m／d（大雨），0.12 m／d（暴雨），0.16 m／d（大暴雨），降雨歷時(shí)設(shè)定為1～5 d。

4.2? 滑坡滲流場(chǎng)分析

在降雨條件下，坡體淺層碎石土層由于滲透性好，雨水下滲較快，當(dāng)下滲到與千枚巖巖層的交界面時(shí)，會(huì)因?yàn)槎邼B透性差異而形成飽和區(qū)域；隨降雨時(shí)間的增長(zhǎng)，孔隙水壓力不斷增大，飽和區(qū)域面積隨之增大〔見圖12（a），（b）〕；而下部基巖滲透性較差，雨水較難滲透，當(dāng)降雨達(dá)到一定時(shí)間時(shí)，孔隙水壓力才開始緩慢變化。經(jīng)過模擬發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分別以0.02 m／d的強(qiáng)度降雨 4 d 和以 0.08 m／d 的強(qiáng)度降雨 1 d 時(shí)，二者降雨量總量相等，但后者飽和區(qū)域面積、孔隙水壓力略小〔見圖12（b），（c）〕。分析可得，對(duì)于等時(shí)降雨而言，當(dāng)降雨強(qiáng)度小于坡體的入滲強(qiáng)度時(shí)，降雨強(qiáng)度越大，入滲水量越多;當(dāng)降雨強(qiáng)度足夠大時(shí)，會(huì)形成大量坡面徑流與小部分地下徑流，坡體上部較容易達(dá)到飽和狀態(tài)，而低強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)降雨所形成的坡面徑流很小，水分入滲較為充分，可以從圖12（d）中觀察到，千枚巖巖層與板巖交界面有明顯的孔隙水壓力變化，產(chǎn)生了少量飽和紅色區(qū)域。

4.3? 滑坡位移場(chǎng)分析

羅莊三組滑坡的變形主要集中在滑帶的中上部碎石土層，推測(cè)其與滑坡后緣發(fā)育的裂縫有關(guān)。滑坡在坡體中上部位移最為明顯，隨著降雨時(shí)長(zhǎng)的增加，其位移明顯增大，當(dāng)降雨時(shí)長(zhǎng)從1 d增加到3 d時(shí)，坡體的最大位移從1.6 m增加到3.4 m〔見圖13（a，b）〕。

從圖13中可以看出，隨著降雨時(shí)間和降雨強(qiáng)度的增加，坡體位移顯著增大。從圖13（b），（c）可以看出，當(dāng)降雨總量相同時(shí)，降雨強(qiáng)度影響更為顯著，變形更加明顯。

4.4? 不同降雨時(shí)長(zhǎng)下滑坡穩(wěn)定性分析

圖14所示為不同工況下滑坡穩(wěn)定性系數(shù)的變化情況。由圖14可以看出，天然狀態(tài)下，滑坡較穩(wěn)定，系數(shù)均大于1；降雨時(shí)坡體逐漸失穩(wěn)，滑坡的穩(wěn)定性狀態(tài)會(huì)受到雨強(qiáng)與時(shí)長(zhǎng)的影響，穩(wěn)定性系數(shù)會(huì)在前一階段快速減小，而后漸漸趨于定值?；乱?0.02 m／d 降雨 5 d，0.08 m／d 降雨 4 d，0.12 m／d 降雨 3 d，0.08 m／d 降雨 2 d時(shí)，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)減小到1以下，滑坡應(yīng)力狀態(tài)改變，發(fā)生失穩(wěn)破壞。

滑坡機(jī)理分析：原始坡形如圖15（a）所示，由于上部堆積層結(jié)構(gòu)松散，滲透性較好，而下部基巖一般滲透性較差，當(dāng)發(fā)生降雨時(shí)，上部巖層含水率快速增加，滑體重度增加，下滑分力相應(yīng)增加；同時(shí)地下水對(duì)滑體形成滲透壓力，在滑面附近形成潛水軟弱帶（滑帶），當(dāng)滑帶的總下滑力大于抗滑力時(shí)，滑體產(chǎn)生變形，產(chǎn)生應(yīng)力釋放和重分布。在土體含水量增加或飽和后易產(chǎn)生破壞，滑體變形較強(qiáng)烈，變形過程一般經(jīng)歷蠕動(dòng)變形→加速變形→滑動(dòng)破壞3個(gè)階段；當(dāng)發(fā)生蠕動(dòng)變形時(shí)，滑體局部發(fā)育小型沖溝，中上部有裂縫產(chǎn)生〔見圖15（b）〕；隨著降雨持續(xù)，出現(xiàn)次級(jí)臺(tái)坎，最終使上覆土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動(dòng)〔見圖15（c）〕，形成蠕滑-推移式破壞，坡體失穩(wěn)〔圖15（d）〕；再次降雨的情況下坡體還會(huì)繼續(xù)滑動(dòng)。

5? 結(jié)論

1）在大型直剪試驗(yàn)前期，剪切應(yīng)力與剪切位移呈線性增長(zhǎng)關(guān)系，后期剪切應(yīng)力隨剪切位移的增大而緩慢增加，最終剪切應(yīng)力大部分出現(xiàn)峰值，峰值過后曲線呈現(xiàn)上下小幅波動(dòng)，部分曲線呈現(xiàn)剪切應(yīng)力減小的現(xiàn)象。

2）當(dāng)含水率相同時(shí)，隨著法向荷載不斷增大，剪切應(yīng)力也相應(yīng)隨之增大;當(dāng)法向應(yīng)力相同時(shí)，剪切應(yīng)力隨著含水率的加大而減小，剪切應(yīng)力與含水率在數(shù)值變化上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。樣品中的水分大大降低了堆積層碎石土顆粒之間的摩擦力，同時(shí)也將顆粒相互之間的咬合力大大減弱，可見含水率對(duì)碎石土的抗剪強(qiáng)度影響較大。

3）降雨誘發(fā)型堆積層滑坡機(jī)理可以被歸納為：大氣降水滲入坡體之后，坡體重度增加，抗滑能力減弱；隨著降雨的持續(xù)，大量地下水在堆積層下部基巖頂面匯集并形成附加滲透壓力，加快了軟弱結(jié)構(gòu)面裂隙的擴(kuò)展和滑動(dòng)面的貫通，最終使上覆土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動(dòng)，發(fā)生滑移破壞。

4）強(qiáng)降雨是誘發(fā)研究區(qū)滑坡的主要因素，建議對(duì)滑坡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)滑坡進(jìn)行反壓抗滑、削方減重等工程治理措施，以確保下方居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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（編? 輯? 雷雁林）