文档介绍：高填方边坡在强降雨条件下稳定性分析
摘要
随着国家西部大开发的进行，越来越多的机场在山区修建，山区地形起伏变
化大，高填方边坡稳定性是机场修建过程当中面临的一个重大安全性问题。而在
降雨条件下的高填方边坡稳定性更加突出；因此研究高填方边坡在强降雨条件下
的稳定性具有重大意义。研究高填方边坡稳定性常用有数值模拟、物理模拟。物
理模拟中的室内离心模型实验在近年来发展较快，并且在工程领域用的越来越多，
涉及到大坝、地下构筑物、岩土地基、兰挡墙、隧道以及各类边坡稳定性方面。
室内离心实验能够用一个较小的模型结构在高加速度环境下，模拟出相对于模型
几百倍大的实体，充分实现了应力场的重塑过程，把一些较为复杂而历时较久的
物理机制在较短时间内通过离心加速实现。本文借助于成都理工大学国家重点实
验室 TLJ-500 土工离心机对攀枝花机场一期滑坡进行模拟。此外通过
Geostudio-2007 软件中 seep 与 slope 模块对滑坡进行数值模拟。通过数值与物理
模拟相结合，得出如下结论：
-seep 模拟降雨入渗，降雨过后，坡体表面瞬间达到饱和，雨水
垂直坡面向内部缓慢入渗；随着降雨量与降雨次数增加，降雨入渗深入坡体内部，
坡体整体含水量逐渐增大，内部含水量由外及里逐渐减小。
-slope 模块计算结果中显示，第一、二次降雨量分为 60ml、120ml，
降雨间隔为 5 天，对边坡的稳定性影响很小，因为降雨量小且入渗时间短，入渗
深度不够；第二次降雨 6 天后进行第三、四次降雨，降雨量均为 240ml，，模拟
结果显示降雨对边坡影响较大，使边坡稳定性系数从 降至 ，处于稳定
零界状态，主要因为：①降雨量增加，入渗量增多含水量增大；②降雨入渗时间
增加使得入渗深度加深；③受前两次降雨入渗影响使含水量与入渗深度增加。第
四次降雨后 12 天进行第五次降雨，降雨量为 300ml，受前四次降雨影响以及本
次降雨量增加，对边坡稳定性影响也最大，稳定性系数从 降至 ，滑坡
发生。
0g 加速至 120g 时，相当于原型填筑高度从 填筑至 35m,
坡体发生微小沉降变形；在 120g 匀速运行下，相当于原型填筑高度 35m 不变，
匀速过程就是坡体发生自然沉降过程，根据离心模型含水率传感器监测数据表明，
前四次人工降雨入渗深度不够，并未对坡体造成明显破坏性影响，加大了坡体沉
降以及坡体向下蠕滑程度，坡边处土层发生蠕滑—沉降且较明显，据监测资料显
示，最大沉降量近 2cm，相当于原型沉降 ；坡脚前缘隆起相对明显（与攀
枝花机场在长期降雨过程中前缘发生隆起变形相吻合），降雨同时对坡面造成一
定冲刷。
I
120g 加速至 150g 并且伴随降雨，相当于原型填筑高度从 35m 填筑至
45m 且伴随降雨，由于填筑体增高，土压力增加，随着降雨量、历时、次数增加
坡体含水量增高，土体被软化，抗剪强度降低，在 147g 时（原型高度为 ）
坡体发生明显破坏变形，坡顶前缘明显开裂、下沉并滑移一段距离后停止（与攀
枝花机场滑坡发生时，后缘拉裂坡体整体向前滑移吻合）；坡脚前缘隆起变形大，
隆起最高厚度达 ,相当于原型高度增高 。上述表明：坡体坡坏机制为
推移蠕滑模式，上部以推移拉裂为主，下部以蠕滑变形为主。
29cm 处开始发生沉降，止于 97cm 处，中间沉降量最大，
达 ,相当于模型原型沉降 ，沉降趋势向两侧呈不规则波浪形减小；破
顶面发育三大裂缝带，分别距后缘距离为 40cm、、；裂缝带对应
玻璃一侧正下方发育不连续裂缝。根据传感器