基于不同降雨强度的黄土边坡降雨入渗特性研究

以甘肃庆阳某均质黄土边坡为参照原型,建立了满足相似条件的室内模型边坡,进行了不同雨强下的边坡降雨入渗试验,得到了不同雨强下降雨入渗规律和冲刷规律。研究结果表明:在边坡不同位置处降雨入渗速率不同,呈现出坡顶入渗速率最快、坡脚次之、边坡中部最慢的特点;且边坡不同位置处降雨入渗深度亦不同,表现为坡脚入渗深度最大,坡顶次之、边坡中部最小;小雨条件下边坡降雨入渗深度在10~15 cm,中雨条件下降雨入渗深度在15~25 cm,大雨条件下降雨入渗深度在18~35 cm,暴雨条件下降雨入渗深度在20~40 cm。

不同雨强和坡比条件下黄土边坡降雨入渗研究

降雨诱发滑坡是我国黄土地区的主要地质灾害之一,为了给黄土边坡防护设计提供参考,采用室内边坡降雨模型箱,开展了2种降雨强度(中雨7.00 mm/d、大雨10.75 mm/d)和2种坡比(1∶0.5、1∶1)条件下的模型边坡降雨试验,实测边坡土体含水率、基质吸力及边坡形态变化情况,比较了不同降雨强度和坡比条件下降雨入渗的差异。结果表明:黄土边坡降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨入渗速率坡顶最高、坡脚次之、坡中最低,雨水的入渗能力随着入渗深度增加而减弱;降雨结束后边坡湿润锋深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,即降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨强度越大边坡湿润锋深度越大,坡比越大边坡坡中降雨入渗深度越小;不同降雨强度和坡比条件下,边坡不同位置处基质吸力稳定值坡中最大、坡顶次之、坡脚最小,降雨强度越大基质吸力稳定值越小、相应的含水率越低、降雨入渗速率越高,坡比越小边坡坡中降雨入渗速率越高、入渗深度越大;降雨初期坡面未产生径流,随着降雨历时的延长,表土逐渐饱和、坡面产生径流现象,降雨强度和坡比越大边坡表层土体剥落越严重、坡面径流深越大。

基于不同坡比的黄土边坡大雨降雨入渗测试与比较

降雨是诱发黄土边坡失稳破坏的重要因素,加之黄土边坡形态各有其独特性,因此研究不同坡比条件下黄土边坡降雨入渗规律和机理是必要的。本文以甘肃某均质黄土边坡为原型,开展了3种坡比(坡比1∶1、1∶0.75、1∶0.5)条件下的大雨降雨边坡模型试验,测试了边坡土体含水率、基质吸力和湿润锋的变化,分析了不同坡比条件下降雨入渗过程和坡面冲刷现象,评价了不同坡比条件下降雨入渗规律的差异。试验结果表明:在边坡降雨入渗过程中,坡顶降雨入渗速率最快、坡脚较快、坡中最慢,且降雨入渗深度呈现出坡脚最深、坡顶较深、坡中最浅的特点;同时不同坡比条件下黄土边坡降雨入渗规律差异较大,以坡比1∶1边坡的体积含水率峰值作为参照条件,坡比1∶0.75、1∶0.5边坡在坡脚处含水率峰值分别增大7.3%、12.7%,坡中处含水率峰值分别减小0.8%、5.8%,且坡比越大的边坡,坡脚处含水率曲线越陡,坡中处含水率曲线越缓,表明随着坡比的增大,坡中降雨入渗速率越慢,坡脚入渗速率越快,且以坡比1∶1边坡坡中湿润锋深度作为参照条件下,坡比1∶0.75湿润锋深度减小5~10 cm,坡比1∶0.5湿润锋深度减小10~15 cm,说明坡比越大,坡中降雨入渗深度越浅;同时以坡比1∶1边坡坡面产流作为参照条件下,坡比1∶0.75、1∶0.5边坡的坡面产流分别增大11.1%、27.7%,表明随着坡比的增大,坡面径流现象越明显,冲刷作用越剧烈,坡脚淤泥层越厚。最后基于Geo-studio软件验证了模型试验结果的正确性。