刊名:水动力学研究与进展
主办:中国船舶科学研究中心
ISSN:1001-6058
CN:31-1563/T
语言:中文
周期:双月刊
被引频次:9745
数据库收录:
CSCD中国科学引文库(2017-2018);期刊分类:水利建筑
地下水与岩土体相互作用导致的滑坡
据统计,由地下水渗透作用引起的滑坡占90% 以上。在我国南方,尤其在长江中上游地区发生的大量大型滑坡,都与降雨特别是暴雨密切相关。
由地下水与岩土体相互作用引起的斜坡失稳,地下水空隙静水压力和动水压力起重要作用。根据斜坡体内地下水的补给、径流和排泄条件分析,由于地下水受到降水入渗补给,斜坡内地下水动态属非稳定流,在补给区的山顶地下水水力力梯度小于零(△H <> 0)。因此,在补给区的包气带岩土体的有效应力大于其总应力,在坡顶补给区的饱水带地下水动水压力增强了岩土体的强度;在坡脚为地下水的排泄区,岩土体承受很大的静动水压力,岩土体的有效应力大大减小,从地下水水动力学特征看,斜坡的顶部较安全(斜坡的顶部的拉裂缝是由于坡脚的滑移诱发的),而坡脚易失稳。
在长江中上游地区,由于河流下切和山体新构造运动的抬升作用,形成高陡的岩质边坡,由降水特别是大暴雨诱发的滑坡的破坏机理是:暴雨迅速入渗到斜坡体内,导致地下水迅速升高,增强了滑面的润滑作用,同时在坡脚处瞬间难以排泄,在坡脚处瞬间产生很大的静动水压力使坡前滑移,另外,在斜坡后缘拉裂缝内瞬间产生很大的静水压力,使裂缝扩容;坡体瞬间滑移导致坡前地下水渗流的排泄通道迅速减小(当渗流量一定时,渗透断面趋于零时,渗透动水压力趋于无穷),在坡前发生极高的渗透压,即出现水激现象,结果引起滑坡。在水库区,当斜坡岩土体渗透性很差时,且在库水位达到一定水位的一定时间后库水位骤降,斜坡岩土体地下水随之向库内排泄,由于斜坡岩土体渗透性差而导致坡脚处动静压力迅速增长,容易引起斜坡失稳;当斜坡岩土体渗透性很强时,且在库水位骤升时,库水迅速渗入坡体内并在斜坡坡脚处迅速形成很高的扬压力,以减小岩体的有效应力,容易导致斜坡失稳。
总结
地下水是一种重要的地质营力,它与岩土体之间的相互作用,一方面改变着岩土体的物理、化学及力学性质,另一方面也改变着地下水自身的物理、力学性质及化学组份。一般来说,在地下补给的山区和包气带(无重力水),地下水的作用是强化岩土体的力学性质,在地下水饱和带(重力水),特别是在地下水的排泄区,地下水对岩土体的作用是降低力学性质。自然和人类活动诱发的地质灾害,大多与地下水活动有关。
仵彦卿简历
上海交通大学教授,博士生导师,2006年1月~2012年2月任环境科学与工程学院执行院长,生态与地下环境研究所所长,中国科学院1997年“百人计划”入选者,陕西省1997年“三五人才”入选者,《地球科学进展》编委,上海市第六届学位委员会学科评议组成员,上海市城乡建设与交通第七届科技委员会委员,上海市2007-2008年,2009-2010年科技预见专家,中国环境科学学会理事,中国环境科学学会土壤与地下水专业委员会 文章来源:《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/zonghexinwen/2020/0907/344.html