极端降雨作用下陕北梯田边坡稳定性分析
2018-06-15温永福穆兴民赵广举孙文义
水土保持研究 2018年4期
温永福, 高 鹏, 穆兴民, 赵广举, 孙文义
(1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院, 陕西 杨凌 712100;2.西北农林科技大学 水土保持研究所 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100;3.中国科学院 水利部 水土保持研究所 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100)
梯田边坡在黄原区普遍存在,其主要作用包括以下2个方面[1]:一是能够有效地防止水土流失,创造良好的水、土生态环境,为耕作难以进入地区的农业发展提供了条件;二是降低了常规斜坡高梯度的危险,维护边坡稳定性。由于在降雨条件下田埂具有持水作用,这必然涉及到入渗问题,梯田改变了原有地面形状,从而使地表入渗与斜坡不同。众多事实表明,入渗是影响边坡稳定性,导致边坡失稳的最主要和最普遍的环境因素,是浅层滑坡最关键的触发因素[2-3]。非饱和土质边坡在天然状态下常常具有较高的稳定性,但入渗导致基质吸力减少,边坡稳定性会大大降低。例如2013年延安地区发生的极端暴雨导致大面积梯田边坡塌滑破坏给农业生产造成了严重损失[4]。
入渗是指降雨通过地表向下运动,补给土体水、地下水,是水分在土体中的一个动态分布过程[5]。入渗触发滑坡主要包括以下几个因素:雨水入渗产生暂态饱和区,土体重度增加,下滑力增加;湿润区土体的基质吸力降低;雨水对岩土体的软化作用,岩土体粘聚力和内摩擦角降低。目前对上述几个方面的一般性斜坡稳定性研究较多[6-10],尽管许多学者对梯田边坡进行实地调查和研究,但对梯田边坡入渗稳定性研究还相对较少。……
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