基于运动波壤中流理论与无限边坡稳定分析理论的滑坡预测模型

作者：金保明; 林鹏; 李光敦

来源：工程科学与技术, 2021, 53(04): 140-148.

DOI：10.15961/j.jsuese.202000637

• 滑坡预测
• 运动波壤中流理论
• 降雨径流模拟
• 无限边坡稳定分析
• 安全系数

滑坡往往发生在强降雨时期的陡峭山坡区域,建立滑坡预测模型是山坡地防灾重要策略之一。结合山坡运动波壤中流理论与无限边坡稳定分析理论,构建了降雨型浅层滑坡的预测模型。首先,根据运动波壤中流理论对坡面进行产汇流计算得到出口断面径流过程线及土壤蓄水量随时间与空间变化过程;然后,研究坡面出口处饱和水位随时间的变化特性;最后,根据无限边坡稳定分析理论计算坡面平均安全系数变化过程,对坡面稳定性进行分析。将模型应用于台湾高雄市那玛夏区达喀尔努瓦里,研究发现,在莫拉克台风期间滑坡发生的预测位置与卫星影像图所得到的结果一致,率定的土壤参数物理意义明显,说明此模型具有一定的可靠性。同时,分析了双峰降雨过程中坡面安全系数的变化规律。随着降雨量增大,壤中流流量快速增大,出口处饱和水位快速上升,坡面安全系数快速减小;当降雨量减少时,土壤排水速率大于降雨强度,饱和水位缓慢下降,安全系数缓慢增大至天然状态条件下的安全系数。在此基础上,进一步分析对称双峰降雨条件下表层土壤厚度对坡面稳定性的影响,结果显示,坡面安全系数随着土壤厚度增大而减小,在先小后大的降雨条件下土壤汇集的水量较多,发生滑坡的可能性增大。上述土壤蓄水机制的研究,可以为滑坡预测模型提供物理依据。

• 单位
  土木工程学院; 福州大学