降雨入渗作用下滑坡灾害预测预报模式研究

本申请项目将紧紧围绕滑坡降雨入渗模式及滑坡在降雨条件下的稳定性分析这个中心，综合工程地质学、滑坡学、非饱和土力学、水力学、环境岩土工程、信息技术等多门学科，分析不同降雨状态下的滑坡体中雨水入渗模式，探讨滑坡随降雨量的稳定性变化情况。考虑滑坡自身特点及降雨信息，利用GIS技术，提取影响滑坡体中降雨入渗的关键因子，建立相关计算模型，得出一次降雨过程中的雨水入渗量；借助于室内人工降雨子系统对计算模型进行修正。利用数值模拟技术，分析雨水渗入后土体中含水量的分布，并通过室内常规试验建立土体抗剪强度随含水量变化的统计模型，得出不同降雨状态下土体的抗剪强度，采用极限平衡法预测滑坡体的稳定性，最终直接建立利用降雨量进行滑坡稳定性预测的判别模式，为滑坡体的失稳判断提供一种简单、快速的方法。

针对三峡库区降雨型滑坡稳定性预测预报问题，在对三峡库区滑坡灾害系统调查和分类的基础上，选定库区典型滑坡作为研究对象开展工作。搜集库区降雨量资料，利用统计方法分析区域上滑坡的发生与降雨量之间宏观上的关联；基于GIS平台和基于物理过程的无限斜坡模型，综合考虑滑坡地形因素和由降雨引起的地表水下渗、地下水径流对滑坡稳定性的影响，提出考虑准动态湿度指数的滑坡危险性预测水文-力学耦合模型。在单个滑坡方面，针对秭归县八字门滑坡，以降雨强度、地下水位埋深、岩土体渗透系数、土体初始含水量作为影响该滑坡降雨入渗的关键因子，建立该类滑坡降雨入渗量的回归计算模型；分析降雨入渗作用下该滑坡土体含水量的变化规律，提出了降雨入渗过程中土质滑坡滑动的体积含水量变化模式；基于非饱和土渗透固结理论和抗剪强度理论，根据入渗雨量模拟土体中含水量的变化，并引入土体抗剪强度随含水量变化的经验公式，利用极限平衡理论，预测在库水位升降及不同降雨量级下滑坡体稳定性，从而确定不同工况下对应的临界降雨量。本项目构建了适合于三峡库区的基于降雨量进行滑坡失稳预测的模型和方法，从而为滑坡失稳预测预报提供一种简单、快速的模式。