工程科学与技术   2019, Vol. 51 Issue (4): 12-20
震后降雨型碎石土斜坡稳定性的试验研究
苏立君1,2,3,4,5, 梁双庆1,2, 王洋1,2     
1. 中国科学院 山地灾害与地表过程重点实验室,四川 成都 610041;
2. 中国科学院 水利部 成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610041;
3. 中国科学院 青藏高原地球科学卓越创新中心,北京 100101;
4. 中国科学院大学,北京 100049;
5. 中国–巴基斯坦地球科学研究中心,伊斯兰堡 44000
基金项目: 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(41761144077);中科院西部之光“一带一路”国际合作团队项目
摘要: 地震作用改变了碎石土斜坡岩土体的结构和物理力学性质,导致震后降雨诱发滑坡的数量和规模有明显的增大趋势。现有关于地震和降雨对碎石土斜坡稳定性影响的研究,多采用理论分析与数值分析的方法,缺乏验证手段。地震和降雨的耦合作用对滑坡的影响机理极其复杂,无法定量分析地震和降雨因子对坡体稳定性的影响。以汶川地震灾区震后降雨型碎石土斜坡为研究对象,通过开展一系列的振动台模型试验,并辅以人工降雨和坡顶加载手段,分析了震后降雨型碎石土斜坡的稳定性。试验结果表明:施加地震作用的斜坡表面及内部易形成裂缝,坡体结构上部振松、下部振密,导致坡体上部降雨入渗速度快,饱和区域扩大,岩土体强度下降,滑坡体增重,渗透力增大,坡体稳定性下降。地震与降雨共同作用时斜坡的稳定性要小于地震或降雨单独作用的稳定性。随着地震强度或降雨强度的增大,碎石土斜坡的稳定性呈下降趋势。当地震强度为0或0.1g时,降雨强度为100 mm/h较无降雨时,斜坡极限承载力下降的比例要远大于地震强度为0.2g或0.4g时。即当地震强度较小时,降雨对震后碎石土斜坡稳定性的影响要大于地震强度较大时。研究基于物理模型试验,定量分析了地震和降雨对碎石土斜坡稳定性的影响,可为震后降雨型碎石土滑坡的预测预警提供参考。
关键词: 地震    降雨    碎石土斜坡    坡顶加载    极限承载力    稳定性    
Experimental Study on the Stability of Rainfall-induced Gravel Landslide Post Earthquake
SU Lijun1,2,3,4,5, LIANG Shuangqing1,2, WANG Yang1,2     
1. Key Lab. of Mountain Hazards and Earth Surface Process, CAS, Chengdu 610041, China;
2. Inst. of Mountain Hazards and Environment, CAS, Chengdu 610041, China;
3. CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sci., Beijing 100101, China;
4. Univ. of Chinese Academy of Sci., Beijing 100049, China;
5. China–Pakistan Joint Research Center on Earth Science, Slamabad 44000,Pakistan
Abstract: Earthquake changes the structure and physical-mechanical properties of the rock-soil mass in gravel soil slope, which increase the number and magnitude of rainfall landslides post earthquake. The existing researches on the effect of earthquake and rainfall on the gravel soil slope stability are mainly theoretical analysis and numerical analysis, but lack of validation. The coupling mechanism between earthquake and rainfall on landslide is extremely complex, therefore it is difficult to quantitatively analyze the effect of earthquake and rainfall on slope stability. Taking rainfall-induced gravel landslides post earthquake in Wenchuan earthquake stricken area as objects,a series of shaking table model tests, rainfall model tests and slope crest loading tests were carried out to analyze the stability of gravel landslide. The test results showed that the seismic loading induces fissures developing in slope crest and slope body, the upper slope becomes looser and the lower slope become more compressible. The rainfall seepage speed increase, the stability of rock-soil body decrease, the weight of landslide increase and the seepage force increase, thus the stability is obviously decreasing. The stability of rainfall-induced gravel landslide post earthquake is lower than rainfall or earthquake landslide. As the increasing of seismic intensity or rainfall intensity, the stability is obviously decreasing. As the seismic intensity is 0 or 0.1g and subsequent rainfall intensity is 100 mm/h, the drop rate of ultimate bearing capacity is relative large than the seismic intensity is 0.2g or 0.4g. It means that the effect of subsequent rainfall on slope stability post earthquake is more significant when the seismic intensity is relative low. Based on physical modelling experiments, the effect of earthquake and rainfall on slope stability was quantitatively analyzed, which can provide reference for the prediction and early warning of rainfall-induced gravel landslide post earthquake.
Key words: earthquake    rainfall    gravel soil slope    slope crest loading    ultimate bearing capacity    stability    

碎石土是指粒径大于2 mm的颗粒含量超过全重的50%的土。碎石土滑坡常常是填土、残积、坡积、崩塌或滑坡堆积以及硬岩全风化物等成因形成的结构松散的边坡,在自然界分布十分广泛[1]。香港、广东、福建等大面积分布的花岗岩残积土边坡,西南地区、长江三峡库区及黄河中上游广泛分布的古滑坡、崩积层边坡,西藏等地分布的冰碛土边坡等,都属于碎石土斜坡[2]。2008年5月12日汶川地震诱发了数以万计的滑坡灾害,使灾区山体稳定性普遍降低,未来数十年大规模的地质灾害会继续发生。四川丹巴棱坡滑坡(图1(a))属特大型牵引式土质滑坡,滑体物质为巨厚第四系崩坡积物,主剖面的钻孔岩芯揭露,滑坡体成分主要为粉质黏土夹碎石、碎石土夹粉土,块石层,粉质黏土等,呈多层结构[34];丹巴甲居滑坡(图1(b))为超深覆盖层内发育的典型土质滑坡,滑坡体物质为土石混杂堆积,结构无序,物质组成为砂质黏土、碎块石土等,堆积物结构松散,力学强度低[5];理县西山村滑坡(图1(c))为特大型牵引式土质滑坡,滑体由第四系全新统崩坡积层,主要由含碎石黏土、碎石土组成[6]。2015年6月24日,重庆巫山大宁河东寺北岸突发大面积滑坡(图1(d)),该滑坡位于三峡地区,属巴东组地层,上部为厚碎石土,该区降雨量丰富、降雨集中,水位涨落产生的动水压力及侧蚀作用,滑坡、崩塌发育[78]。现场调查结果表明,4个滑坡碎石土覆盖层厚、结构松散,碎石含量多,易形成优先入渗的通道,有利于降雨入渗及地下水渗流,在基岩接触面或覆盖层内部的软弱层,由于含水量的增加,抗剪强度降低,为形成滑面提供了基础[9]

图1 汶川地震灾区震后降雨型碎石土滑坡 Fig. 1 Rainfall-induced gravel landslide post earthquake in Wenchuan earthquake stricken area

目前,考虑地震和降雨共同影响斜坡稳定性的研究成果主要分为4类,统计分析、理论分析、数值模拟及模拟试验。Tang等[10]用统计手段研究了汶川地震4个月强降雨引起的新的滑坡数量和分布情况;Lin等[11]通过统计分析发现1999年台湾集集地震后,2000年和2001年的降雨引起的滑坡比地震直接引发的滑坡还要多,而且滑坡密集程度显著高于震前降雨滑坡;孙军杰等[12]基于莫尔–库仑破坏准则,基于拟静力法,采用地震动产生的惯性力和地下水位系数,建立了综合考虑地震动荷载与降雨作用下的斜坡稳定性计算方法,由于将降雨的影响简化为地下水位变化情况,模拟过程未能客观反映降雨对斜坡稳定性的实际影响;龚文俊等[13]采用Geostudio软件对甘肃西和Ⅲ号滑坡进行天然及地震降雨耦合作用两种条件下的数值模拟,分析地震和降雨耦合作用对滑坡稳定性的影响;宋波等[14]基于砂土斜坡有限元模型和室内振动台试验研究地震和地下水耦合作用下砂土斜坡的稳定性;Tiwari等[15]采用振动台模型试验分析了降雨后地震对斜坡稳定性的影响,通过分析坡体内部渗流速率、坡体内部基质吸力的分析,监测部分饱和斜坡的地震动力响应,进而揭示降雨后地震型滑坡的机理;Beyabanaki等[16]通过进行一系列的敏感性分析,得到地下水位和土体强度对地震滑坡稳定性的影响程度最大,其次为累积降雨量。

碎石土斜坡在地震和降雨作用下,土体强度衰减,仅通过对其降雨入渗过程进行研究,无法定量化各因素对坡体稳定性的影响。极限平衡分析计算所有的参数有很大的不确定性,计算参数的选取通常是基于室内试验的结果,通过坡顶加载的方法是为了评价斜坡的极限承载力的大小[17],以坡体产生裂缝发生滑动或显著变形破坏时,此时坡顶压力值称为斜坡的极限承载力,即通过比较模型未施加任何荷载前的极限承载力与模型施加振动/降雨荷载后的极限承载力的差值,与模型未施加任何荷载时的极限承载力的比值,即斜坡极限承载力下降的比例,定量分析地震和降雨荷载对斜坡稳定性的影响,更贴近实际情况,更具现实意义。本文针对地震灾区4个典型的碎石土滑坡,制定模型试验方案,定量分析地震和降雨对碎石土斜坡稳定性影响。

1 试验模型与条件

本次试验采用的设备见图2。中科院成都山地所自行研发的2维振动台设备(图2(a)),主要由台面基座、振动弹簧、激震电动机、调频箱组成。可输入2维振动,满足最大承重条件下水平方向输入最大加速度为0.8g,竖直方向输入最大加速度为 $0.6g$ [18]

图2 试验设备 Fig. 2 Test equipments

模型箱的长×高×宽为1.8 m×1.2 m×0.57 m,钢架结构用于固定边界,有机玻璃在侧壁内侧,钢化玻璃在外侧,两层玻璃的四周用弹力很好的胶层夹膜来填充,增加阻尼减少波的回弹,以消除试验过程中产生的边界效应。人工降雨试验采用南京土壤所设计制作的人工降雨装置(图2(b))。加压设备主要用于坡体施加完荷载后,在坡顶施加压力,测量坡体的承载能力。加载装置为气缸连接加载板,加载板长为0.5 m,与模型箱内径同宽。气缸内 $\phi $ 100 mm,行程为100 mm,加载能力为0~1.0 MPa,加载装置配有压力表量程为0~1 MPa,能够实时测量施加荷载(图2(c))。在施加荷载的过程中采用分级加载,达到一级荷载的标准后停止,5~8 min后待土体内部应力调整稳定后,读取百分表读数,再进行下一级加载,直至剪切破坏发生[19]

因为振动台台面及模型箱尺寸很大,假设边坡内摩擦角的强度作用远大于黏聚力的作用,所以斜坡模型材料采用斜坡土体是可行的[20]。土体的物理参数性质参数如表12所示。

表1 试验材料物理性质参数 Tab. 1 Physical and mechanical parameters of experiment material

表2 试验材料级配表 Tab. 2 Grain composition of experiment material

试验模型为概念模型,并无具体的斜坡原型,模型尺寸见图3。虚线网格便于从侧面记录地震和降雨过程中坡体的变形破坏过程。坡体内部分别埋设4个含水率传感器(1#~4#),位置如图3所示。

图3 模型示意图 Fig. 3 Model diagrammatic drawing

为了研究地震和降雨对震后降雨型碎石土斜坡稳定性的影响,共设计12个模型,进行2组试验。

1)相同地震强度、不同降雨强度下碎石土斜坡的稳定性:振动强度(0、 $0.2g$ ),降雨强度(0、60、100、140 mm/h);

2)不同地震强度、相同降雨强度下碎石土斜坡的稳定性:振动强度(0、 $0.1g$ $0.2g$ $0.4g$ ),降雨强度(0、100 mm/h)。

2 试验结果及分析 2.1 地震强度对震后降雨型碎石土斜坡稳定性的影响 2.1.1 降雨入渗情况

由于模型箱侧壁的双层玻璃反光严重,降雨过程中,无法用摄像机清晰记录降雨入渗过程,因此在试验过程中,采用高亮手电筒照射,观察记录各个时刻湿润锋的位置,在坐标纸上描绘降雨入渗过程,如图4所示。

图4 降雨入渗过程绘制方法 Fig. 4 Diagram method of rainfall infiltration process

当降雨强度100 mm/h,未经地震扰动碎石土斜坡降雨入渗过程及破坏特征如图5所示。在降雨初始就有地表径流产生。随着降雨时间的延长,坡顶和坡面逐渐达到饱和状态,饱和区域扩大,湿润锋向下部运移的速度呈递减趋势(图5(a))。含水率变化曲线反映了土体在初始状态,降雨入渗到最终稳定状态下土体内部含水率的变化过程。含水率传感器经历了初始平稳期,快速上升期,再次稳定期。试验开始雨水没有入渗到传感器的位置,体积含水率为一个相对稳定的数值,雨水入渗到相应位置,积水造成含水率迅速增大,坡脚处4#传感器见水最早,坡体内部1#传感器见水最晚(图5(b))。坡脚处的土体的体积含水率大于坡肩。地表径流流量逐渐增大,对坡肩与坡面的冲刷能力明显增强,发生了表面侵蚀,由于坡体内部沿坡向的渗流及地表径流作用,坡脚附近侵蚀较坡面严重(图5(c))。

图5 斜坡降雨入渗过程及破坏特征 Fig. 5 Rainfall infiltration process and failure characteristic of landslide

当施加 $0.2g$ 的振动荷载,降雨强度100 mm/h,碎石土斜坡降雨入渗过程及破坏特征如图6所示。

图6 斜坡降雨入渗过程及破坏特征 Fig. 6 Rainfall infiltration process and failure characteristic of landslide

碎石土斜坡坡顶产生大量裂缝,坡体上部土体结构变松散,坡肩处破碎严重,渗透率明显增大,降雨初始坡顶并没有产生表面径流,湿润锋在坡顶处快速前进(图6(a))。湿润锋前进的速度在坡脚处明显慢于坡顶处,主要由于地震扰动作用,使上部土体变松散,下部土体变密实[21],大约30 min后坡顶产生表面径流,冲刷侵蚀坡肩和坡面。与未经地震扰动的斜坡相比,湿润锋的前进速度在振松区明显增大。坡肩2#含水率传感器先见水,雨水通过优先孔道入渗,同时降雨对振松的坡肩强烈冲刷,坡肩处土体的体积含水率大于坡脚(6(b))。湿润锋的前进速度在振密区却有减小趋势,表明坡顶附近入渗率增大,坡脚附近入渗率下降明显。在降雨作用下,坡顶,尤其是坡肩位置侵蚀严重,坡面易形成细沟侵蚀,大量松散物质堆积于坡脚处(图6(c))。

2.1.2 斜坡极限承载力

未经地震扰动和施加 $0.2g$ 振动荷载的斜坡,当降雨强度为0、60、100、140 mm/h时,坡顶荷载和沉降距离的关系如图7所示。

图7 坡顶荷载和沉降距离的关系 Fig. 7 Relationship between bearing capacity and displacement of slope crest

未经地震和降雨扰动的斜坡,当荷载从0加至0.8 MPa时,坡顶沉降量缓慢增加,当加载至0.9 MPa时,坡顶的最大竖直位移约为55 mm。当降雨强度为60~140 mm/h时,未经地震扰动斜坡在0~0.4 MPa区段荷载作用下,坡面沉降增长速率较慢,呈近线性增长规律;加载到0.4 MPa以上时,斜坡坡顶沉降量随着坡顶压力的增加呈快速增大趋势,坡体发生大范围破坏对应的坡顶压力随着降雨强度的增加而减小(图7(a))。

当地震加速度为 $0.2g$ ,未施加降雨的斜坡,当荷载从0加至0.3 MPa时,坡顶沉降量缓慢增加,当加载至0.4 MPa时,坡顶的最大沉降量约为48 mm。随着降雨强度的增大,斜坡发生大规模破坏时坡顶压力呈减小趋势。当降雨强度为60~140 mm/h时,在0~0.2 MPa区段荷载作用下,坡面沉降增长速率较慢,呈近线性增长规律。加载至0.2 MPa,施加降雨的斜坡坡顶沉降量随着坡顶压力的增加呈快速增大趋势,坡体发生大范围破坏对应的坡顶压力随着降雨强度的增加而减小;与未经地震扰动的斜坡相比,地震扰动斜坡更易在较小的压力下,发生大规模的破坏(图7(b))。

未经地震和降雨扰动的斜坡极限承载力最大。当降雨强度为60、100、140 mm/h时,未施加振动荷载的斜坡极限承载力,较未施加任何荷载的斜坡的极限承载力下降的比例分别为44%、47%和53%;施加 $0.2g$ 振动荷载的斜坡,当降雨强度为0、60、100、140 mm/h时,斜坡极限承载力下降的比例分别为56%、62%、69%和72%。结果表明:地震与降雨共同作用时斜坡的稳定性要小于降雨单独作用的稳定性。无论是降雨斜坡,还是震后降雨斜坡,随着降雨强度的增加,斜坡极限承载力下降的比例都呈增加趋势。相比振动荷载为0,最大降雨强度140 mm/h的斜坡,施加 $0.2g$ 振动荷载,降雨强度为0的斜坡,斜坡极限承载力下降的比例更大。

2.2 降雨强度对震后降雨型碎石土斜坡稳定性的影响 2.2.1 降雨入渗情况

当降雨强度为60 mm/h,施加 $0.2g$ 振动荷载的斜坡降雨入渗过程及破坏特征如图8所示。由于施加振动荷载时,在试验开始时,坡顶渗透率明显增大,降雨在坡顶与坡面完全入渗,无地表径流产生。由于振动过程中使得坡体中下部土体变密实,孔隙率变低,渗流路径受阻,入渗速率较慢。坡体底部的湿润锋前移速率明显要弱于坡体上部(图8(a))。松散的坡肩处降雨入渗的速率主要取决于降雨强度,随着降雨量不断累积,坡肩2#含水率传感器最先见水,但坡体内部体积含水率上升的速度明显慢于降雨强度为100 mm/h时,坡脚处土体的体积含水率大于坡肩(图8(b))。随着降雨时间的延长,坡面出现了超渗产流,坡体表面被冲刷(图8(c))。

图8 斜坡降雨入渗过程及破坏特征 Fig. 8 Rainfall infiltration process and failure characteristic of landslide

当降雨强度为140 mm/h时,施加 $0.2g$ 振动荷载的斜坡降雨入渗过程及破坏特征如图9所示。坡体在降雨初始未见表面径流,约10 min土体表层形成地表径流,表层快速饱和,降雨强度产生的水力势能很大,相比降雨强度60 mm/h的情况,湿润锋前移速率明显增大。但当湿润锋入渗到坡体内部时,湿润锋的前进速度明显下降(图9(a))。相同位置含水率传感器见水时间明显早于降雨强度为60和100 mm/h。由于降雨入渗速率很快,强降雨冲刷坡肩和坡面,2#体积含水率上升的速率明显高于其他3处,坡脚处土体的体积含水率稍大于坡肩(图9(b))。由于振动荷载的作用,坡顶振松,坡肩破坏严重,坡顶快速达到饱和状态,土体抗剪强度差,受到地表径流严重冲刷,并形成冲沟,使得坡面冲蚀严重,坡体中下部超渗产流以及表面径流的综合作用,易产生大规模的变形破坏(图9(c))。

图9 斜坡降雨入渗过程及破坏特征 Fig. 9 Rainfall infiltration process and failure characteristic of landslide

2.2.2 斜坡极限承载力

当振动强度为0、 $0.1g$ $0.2g$ $0.4g$ 时,未施加降雨和施加100 mm/h降雨强度的斜坡,坡顶荷载和位移的关系如图10所示。

图10 坡顶荷载和沉降距离的关系 Fig. 10 Relationship between bearing capacity and displacement of slope crest

地震后未降雨的斜坡,当地震加速度为 $0.1g$ 时,在0~0.68 MPa区段荷载作用下,应变与应力的关系为近线性增长,在0.68~0.70 MPa区段内沉降量快速增大,在荷载为0.7 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到48 mm;当地震加速度为 $0.2g$ 时,在0.3 MPa区段,荷载与应变为线性关系,当荷载大于0.3 MPa时,沉降量快速增大,当荷载达到0.38 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到48 mm;当地震加速度为 $0.4g$ 时,坡面沉降在0.2 MPa区段,荷载与应变为线性关系,当荷载大于0.2 MPa时,沉降量快速增大,当荷载达到0.3 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到50 mm(图10(a))。

地震后降雨的斜坡,当地震加速度为 $0.1g$ 时,坡面沉降在0~0.34 MPa区段荷载作用下,应变与应力的关系为近线性增长,在荷载为0.36 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到73 mm;当地震加速度为 $0.2g$ 时,坡面沉降在0.2 MPa区段,荷载与应变为线性关系,但当荷载大于0.23 MPa时,沉降量快速增大,当荷载达到0.25 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到84 mm;当地震加速度为 $0.4g$ 时,坡面沉降在0.1 MPa区段,荷载与应变为线性关系,但当荷载大于0.17 MPa时,沉降量快速增大。当荷载达到0.2 MPa时,坡体大范围破坏,顶面沉降量达到84 mm。与震后未降雨斜坡相比,震后降雨斜坡更易在较小压力下发生大规模变形破坏(图10(b))。

施加相同震动强度,震后降雨斜坡的极限承载力明显要低于震后斜坡的极限承载力。当振动强度为 $0.1g$ $0.2g$ $0.4g$ 时,无降雨时,极限承载力下降的比例分别为22%、56%和64%;当降雨强度为100 mm/h时,振动强度为0、 $0.1g$ $0.2g$ $0.4g$ 时极限承载力下降的比例分别为47%、61%、69%和78%。结果表明,地震与降雨共同作用时斜坡的稳定性要小于地震单独作用的稳定性。无论是地震斜坡,还是震后降雨斜坡,随着地震强度的增加,斜坡极限承载力的下降的比例都呈增大趋势。综上,相比单独的降雨作用或地震作用,地震与降雨共同作用时对碎石土边坡的稳定性影响较大,验证数值模拟结果的可靠性[22]。当地震强度为0或 $0.1g$ 时,降雨强度为100 mm/h较无降雨时,斜坡极限承载力下降比例分别提高了47%和39%;当地震强度为 $0.2g$ $0.4g$ 时,降雨强度为100 mm/h较无降雨时,斜坡极限承载力下降比例分别提高了13%和14%。即当地震强度较小时,降雨对碎石土斜坡稳定性的影响要大于地震强度较大的时候。

3 讨 论

汶川地震对灾区的危害会维持数十年,地震和降雨会对斜坡稳定性产生耦合削弱的作用,诱发巨大的滑坡灾害。地震和降雨的耦合作用对滑坡的影响机理极其复杂。振动荷载扰动使碎石土斜坡产生宏观和微观结构破坏,前者包括大变形、大位移的滑坡、崩塌等;后者是指岩土结构在一定程度上遭到了破坏,完整性降低,力学参数下降等。在振动荷载作用下,坡体上部变松,并产生大量裂隙,坡体渗透性增加,降雨入渗量及入渗深度增大,岩土体的含水量增加,使滑坡体增重;基质吸引减小,土强度衰减。另外,降雨入渗产生渗透力与滑坡方向一致,是造成震后降雨滑坡的主要原因。震后降雨滑坡对岩土结构细观影响比单独地震或降雨型滑坡大,故一定条件下,先地震再降雨比单独地震或降雨作用对滑坡的影响大[23]

当地震强度较小时,坡体内部裂隙发育较差,振松区范围较小,地震扰动对坡体结构及力学参数的影响较小,后续降雨入渗扩大了坡体内部的饱和区域,此时降雨对震后斜坡稳定性的影响要大于地震的影响;当地震强度较大时,振松区范围更大,岩土体结构破坏严重,此时地震对斜坡稳定性的影响要大于降雨的影响。

4 结 论

针对震后降雨型碎石土斜坡稳定性的分析,提出了一种新的思路,通过分析震动和降雨对坡顶极限承载力的影响,定量分析了两种因子对坡体稳定性的影响,得出以下结论。

1)由于振动荷载的施加,碎石土斜坡上部振松、下部振密,坡体表面及内部形成裂缝,成为优先入渗通道,雨水入渗造成坡体内部饱和区域增大,震后降雨型碎石土稳定性下降。

2)随着降雨强度的增大,碎石土斜坡发生大规模破坏时斜坡极限承载力呈减小趋势。降雨强度相同,未施加振动荷载时的斜坡极限承载力明显大于施加 $0.2g$ 振动荷载的斜坡,即地震与降雨共同作用时斜坡的稳定性要小于降雨单独作用的稳定性。相比最大降雨强度140 mm/h的无震斜坡, $0.2g$ 地震荷载、无降雨斜坡,造成的斜坡极限承载力下降的比例更大。

3)随着振动强度的增大,碎石土斜坡发生大规模破坏时斜坡极限承载力呈减小趋势。振动强度相同时,无降雨斜坡极限承载力明显大于降雨强度为100 mm/h时的斜坡,即地震与降雨共同作用时斜坡的稳定性要小于地震单独作用的稳定性。当地震强度为0或 $0.1g$ 时,降雨强度为100 mm/h较无降雨时,斜坡极限承载力下降的比例要远大于地震强度为 $0.2g$ $0.4g$ 时,即当地震强度较小时,降雨对碎石土斜坡稳定性的影响要大于地震强度较大的时候。

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