降雨引起的黄土边坡破坏的实验室表征

黄土边坡广泛分布于我国西北地区，在强降雨条件下易发生边坡失稳。我们在实验室进行了三组水槽实验，以研究人工降雨条件下的黄土边坡动力学。此外，还使用激光扫描仪观察黄土滑坡变形特征和破坏发展。对降雨入渗导致的黄土边坡非饱和渗流进行了数值分析。监测水分含量、孔隙水压力和边坡变形，以量化降雨入渗与黄土边坡稳定性之间的关系。坡面附近的润湿锋运动是由降雨触发的，与降雨强度和持续时间有关，这与数值解一致。降雨渗透增加了孔隙水压力，产生了重力驱动的滑坡。我们观察到滑坡的发展始于坡脚的局部破坏，逐渐向冠部后退，形成多次滑动位移，最终导致整体边坡破坏。(From Google Translate)

我们使用了一系列控制降雨实验来量化黄土土坡发生破坏的水文特征。我们发现了以下内容。1）在45 mm/h降雨强度的同一时期内，45°坡度的平均入渗率高于60°坡度的坡度。但是，45°坡度的斜坡失效时间比60°坡度的坡度稍长。坡面坡度越小，平均入渗率越高。然而，坡度小的斜坡在破坏前需要更长的降雨量和更多的累积降水量。2）在相同的60°坡度下，70 mm/h雨强边坡的平均入渗率高于45 mm/h雨强边坡。降雨强度为 70 mm/h 的斜坡的失败时间和降水量比降雨强度为 45 mm/h 的斜坡更短且更少。降雨强度的增加缩短了润湿锋到达孔隙水压力和含水量传感器所需的时间。它还增加了平均渗透率，并减少了导致黄土边坡失稳所需的累积降水量。3）降雨使坡脚软化，易发生破坏，更易形成冠裂。黄土丘陵坡地滑坡自下而上逐渐发展。降雨诱发的黄土滑坡往往是多滑退退型滑坡。

Wu, L., Zhou, Y., Sun, P., Shi, J., Liu, G. & Bai, L. 2017. Laboratory characterization of rainfall-induced loess slope failure. Catena, 150, 1-8.