陈芳芳

摘 要：现如今，国民经济显著提高，为各个行业提供了新的发展机遇，但对生态环境造成了一定的破坏，极端天气出现次数越来越多，对人们的日常生活和工作产生严重的影响，并导致近年来各个地区雨季时间逐渐增长，土质边坡的稳定性降低而出现滑坡。故笔者围绕土质边坡稳定性进行研究，重点阐述了雨水渗透对土质边坡稳定性的影响，并简单论述了边坡稳定性计算方法，希望对有关部门有所帮助，使其能够针对性制定应急措施，避免各种安全事故的发生。

关键词：雨水渗透;土质;边坡稳定性

中图分类号：U416.1+4   文献标志码：A   文章编号：1003-5168（2022）6-0057-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.013

Analysis of the Influence of Rainwater Infiltration on the Stability of Soil Slope

CHEN Fangfang

（Jiangxi University of Technology， Nanchang 330098，China）

Abstract： Nowadays， the national economy has improved significantly， providing new development opportunities for various industries， but it has destroyed the ecological environment and caused more and more extreme weather， which has a serious impact on people's daily life and work， in recent years， the time of rainy season in various areas gradually increased， reducing the stability of soil slope， and landslide occurred. Therefore， the anthor studies the stability of soil slope， focuses on the influence of rainwater infiltration on the stability of Soil Slope， and simply discusses the calculation of slope stability， hoping to be helpful to the relevant departments， so that it can be targeted to formulate emergency measures to avoid the emergence of various safety accidents.

Keywords： rainwater infiltration; soil quality; slope stability

0 引言

雨季時，土质边坡稳定性会伴随着雨水的渗透而下降，增加滑坡现象出现的概率，进而给农田、道路等带来危害，影响当地经济发展。基于此，相关部门应利用当前先进技术，查找有关资料，全方位分析雨水渗透对边坡稳定性的影响，避免造成较大的经济损失。

1 雨水渗透对土质边坡的影响

1.1 雨水渗透对不同土质边坡的影响

1.1.1 黏土边坡。近几年来，伴随着公路建设事业的快速发展，山区公路交通安全隐患凸显，我国山区农村公路量多面广，且存在较多边坡，若相关部门没能采取相应的预防措施，随着土质边坡的稳定性降低，将出现大面积滑坡现象，尤其是黏土边坡应根据实际情况，采取科学有效的预防措施，因为雨水渗透或土壤干裂均是影响黏土边坡稳定性的主要因素。正常情况下，黏土常常处于硬塑状态，此状态下土质中各个颗粒之间存在较大的黏聚力，促使黏土边坡处于稳定状态，具有较高的抗剪强度。在雨季时，经过雨水长时间渗透，黏土颗粒之间的黏聚力会逐渐降低，土质发生改变，使其原有的硬塑状态向流塑状态转变，极大地降低了其抗剪强度，从而出现滑坡现象。其实由于黏土的特殊性，雨水无法渗透到土质内部，只是将其表面状态改变。因此雨水渗透对黏性土壤影响较小，而若土质出现严重干裂现象，则会增加滑坡现象出现的概率。

1.1.2 砂土边坡。正常情况下，由于砂土边坡的特殊性，促使边坡长期处于干燥状态，其稳定性与土体之间内摩擦角息息相关。雨季时，在雨水渗透的影响下，砂土颗粒之间缝隙愈加减少，其内摩擦角显著下降，导致其边坡稳定性不断降低，而造成这一现象主要原因是由于土质内部空隙水减少。有关调查显示，对于砂土边坡来说，在雨水渗透作用下会出现滑坡现象，但在滑坡一段距离后会停止，之后当空隙水的含量再次提高时，会再次出现滑坡现象，以此类推。与其他类型土质边坡相比，雨水渗透对砂土边坡稳定性影响较小，对附近居民的影响较小，可提前制定的相应的应急措施，避免出现人员伤亡现象[1]。

1.1.3 粉质土边坡。与其他土质边坡不同的是，粉质土结构存在较强的特殊性，其可以分成几个不同种类的土质，如透水砂层、黏性隔水层等，其中透水砂层出现滑坡现象的次数最多，主要是由于此种类型土质稳定性较低，极易受到外界因素的影响。有关调查显示，粉质土边坡非常容易受到破坏，由于其具有较高的透水性，在雨水渗透作用下，内摩擦角会降低，但与砂土边坡不同的是，由于其土质具有较高的内聚力，不会在雨水的渗透作用下发生滑动现象。粉质土边坡经过长时间雨水渗透，改变其内部原有机构，其抗剪强度也会受到影响，当边坡中某一部位承受的压力大于土层的抗剪强度时，土质稳定性将会降低。

1.1.4 斜坡含水岩土体。正常情况下，斜坡含水岩土体处于不饱和状态，若平均每天降水量较高，雨水渗透程度较高，并且边坡表面长时间被雨水冲刷，将会导致斜坡含水岩土体处于不稳定状态，极易出现滑坡或者塌方现象。而造成这一现象的主要因素包括三个方面，具体为：一是边坡内部内聚力降低，在下雨过程中，雨水会渗透到边坡内部，快速增加颗粒之间的水分，提高其孔隙水压力，水饱和程度也会显著提升，降低其抗剪程度，使其处于不稳定状态;二是边坡内部出现地下水渗流情况，若大量的雨水渗透到土质边坡内部，斜坡含水岩土体内部产生静水压力和动水压力，其中静水压力会导致土质长期处于浸泡状态，促使土壤被软化，降低其抗剪程度;三是边坡表面的冲刷作用，若近阶段降水量显著提升，大面积雨水不能渗入地下而在边坡表形成层流，长时间冲刷边坡，使其受到严重的破坏，导致斜坡含水岩处于不稳定状态。

1.2 雨水渗透时间对土质边坡的影响

当前，科学技术水平显著提升，对土质边坡稳定性的研究逐渐深入，在实际工作过程中，相关工作人员可以利用当前先进技术和先进的设备，系统化研究影响土质边坡稳定性的主要原因，充分保证研究结果的准确性，进而为公路修建、边坡维护等工作提供便利，确保各项工作的有效性，减少各项不必要的资金投入。根据研究，影响土质边坡稳定性的因素较多，其中主要影响因素为雨水渗透，随着降水时间的增加，雨水渗透时间延长，对土质边坡产生的影响逐渐增强，导致表层土自身重力增加，极大降低抗剪强度[2]。

雨水渗透时间不断增加，土质含水量超出承受能力，将会出现大面积土质滑坡现象，而若不能及时制定相应的预防措施，將会造成不可估量的后果。雨季时，面对长时间降水，降雨量显著提升，越来越多的雨水渗透到土质中，也会对下卧隔水层土体产生影响。土质边坡内部，下卧隔水层土体存在较强的特殊性，若雨水渗透时间较长，将会改变边坡原有结构，使其处于松动状态，促使土质边坡形成排水梯度，雨水随着隔水层向下流，从而导致土质边坡内部土壤被软化，降低土质边坡的稳定性，威胁人们的生命财产安全。而当土质边坡遇到暴风雨气候，短时间内降水量较大，雨水渗透土质边坡的程度显著增强，土体中砂粒之间的水分不断增多，并且短时间内容不能将其全部排出，降低砂粒之间的结合力，进而降低土质边坡的稳定性。

1.3 雨水渗透影响边坡稳定的原理

现阶段，边坡稳定性不仅影响人们经济效益，还会对公路建设工作产生影响，制约城市和乡村发展速度。基于此，相关部门为了有效提高边坡的稳定性，利用先进技术，制定较为完善的实施方案，要求工作人员能够按照有关制度开展各项工作。但在实际工作中，大多工作人员不了解影响边坡稳定性的具体因素，以及产生影响的具体原因，导致工作中存在较大的问题，不利于各项工作顺利开展，达不到预期工作效果。为了有效改变这一现状，应结合现有资源，不断加深对各个影响因素的研究力度，尤其是雨水渗透，掌握其规律以便制定可行性较高的预防措施，避免滑坡现象的出现。

实际研究过程中，通过借助非饱和土力学理论，发现雨水渗透影响边坡稳定性主要作用机理为：当雨水不断渗透到土质边坡内部，会增加非饱和区上部的水量，导致土质边坡基质吸力下降，而降低其抗剪程度。另外，当土质边坡受到雨水渗透时，其非饱和区在到达饱和过程中，起点为坡顶。当土质边坡表面出现饱和现象时，雨水会停止向内部渗透，但会增加渗透范围，逐渐渗透整个土质边坡，降低其稳定性，存在较大的安全风险。同时，当雨水渗透达到饱和顶点，会出现暂态水压力现象，严重破坏土质边坡本身的稳定性。

简单来说，雨水渗透影响边坡稳定的主要原理为：当某一地区长时间处于降雨天气时，土质边坡表面会遭到雨水渗透，其基质吸力会伴随渗透时间的增长而降低，由于基质吸力与抗剪强度密切相关，导致土质边坡抗剪强度也会显著下降，极大降低其稳定性。由此可以得出，降雨时间越长或者雨水渗透程度越高，当超出土质边坡的承受范围，将会极大增加滑坡现象出现的概率[3]。

1.4 案例分析

当降雨结束之后，雨水会通过多种方式渗透到土质边坡内部，降低其稳定性。对于不同类型土质边坡，以及不同渗透时间，对土质边坡稳定性影响存在较大的差别。为了更加充分了解雨水渗透对土质边坡稳定性的影响，以某滑体事故进行系统性分析，笔者借助二维有效单元法，在特定条件下，分析土质边坡经过一段时间雨水渗透，其整体结构、应力等变化情况。土质边坡基本情况为滑坡总体长度为90 m左右，平均宽度为25 m，厚度为7 m，面积约为2 300 m2，高差为25 m，滑坡方向为120°，最厚处为15 m，下部缓坡平均为15°。边坡各种材料力学性质根据试验及岩土工程地质经验类比数据确认，滑坡体组成材料计算参数如表1所示。

经计算可得：①土质边坡整体经过雨水渗透后，不同部位变化情况存在较大的差别，其中顶部沉降程度最大，其次是坡面、坡址受到影响最小。对于同一水平高低的边坡，坡面结构破坏程度大于边坡内部。当降水结束3 d后，雨水渗透情况会逐渐降低，土质边坡内部的含水量随之显著降低。②当处于非饱和状态时，土质边坡不会受到雨水渗透的影响，主要是由于其抗剪强度较高。③当土质边坡受到雨水渗透时，其浅层土质会受到影响，出现塑性破坏等现象。基于此，当制定相应的预防措施时，应重视土质边坡坡面的防水，使其能够达到预期工作效果。综上所述，降水时间越长，雨水渗透也会越强，土质边坡出现变形的概率也就越大，难以保证土质边坡处于稳定状态中。

2 土质边坡稳定计算

系统性制定土质边坡稳定方案，需要确保各项数据的准确性。应用较为广泛的计算方法为查表法和类比法，这两种方法不需要投入较多的资金，计算流程较为简单，可以为边坡设计提供比较直观的数据依据。但在应用此种方法过程中，应根据土质边坡的具体情况，以及周围地理条件，采用精密度较高的仪器，使其尽可能地减少误差，确保工作的有效性[4]。

查表发和类比法两种计算方式，具有较强的理论性，无法将其应用到所有土质边坡计算中。针对这一现象，结合每个边坡的特殊性，以及土质边坡种类的多样性，也可以采用计算模型的方法，应用比较广泛的为直接法和条弧法，其中条弧法将破裂面作为弧线，直线法将破裂面作为直线。而无论应用哪一种计算方法，都会与实际存在较大的差别，造成这一现象的主要原因是：计算方法中所采用的数值都是特定的，但在实际生活中，每个地区的雨季每年都各不相同，导致计算结果不准确。若想有效避免这一现象出现，应根据具体情况，仔细进行测量，而不是依赖以往工作经验。

3 提高土质边坡稳定性的方式

由于每个地区土质边坡的地质大相径庭，并且每年的降水量和雨季时间也各有不同，导致土体抗剪强度变化情况也不同。针对这一现象，应利用当前先进的计算方法，系统化了解土质边坡的具体情况，掌握其内部结构，并借鉴当前先进技术，实现全方位分析，制定出科学合理的方案，达到提高土质边坡稳定性的目的，避免自然灾害出现的概率。根据工程实践研究，大多滑坡现象多出现在雨季，相关工作人员应重视雨水渗透对土质边坡的影响。在提高边坡稳定性过程中，制定多元化防治措施，保证土质边坡的稳定性。

3.1 粉土边坡

对于粉土边坡来说，若想保证其长期处于稳定状态，应根据边坡的具体情况，了解其所处地区每年雨季时间段，以及降水量情况。有关调查结果显示，粉土边坡在受到雨水渗透现象影响之后，其结构发生改变，比较常见的为隔水下卧层。当出现以上现象之后，应利用喷锚架设在土体防水面层，此方法主要适用于具有良好透水性的下卧层。或者可以采用刚性骨架，其主要是适用于下卧层不具备良好的透水性的粉土边坡。

3.2 砂土边坡

砂土边坡土质具有良好的透水性，并且坡脚的含水量大于坡顶，当其受到雨水渗透后，边坡底部将会出现滑移现象。为了有效避免这一现象出现，提高砂土边坡稳定性，应将工作重点放到边坡坡脚。在实际工作过程中，可以利用机械设备，将刚性骨架与坡脚相结合，此种方法不仅资金投入较小，还能提高土质边坡的排水性，避免长时间受到雨水渗透，导致整体结构疏松。

3.3 黏土边坡

当黏土边坡受到雨水渗透影响之后，若想有效避免滑坡等现象的出现，使其具有较高的稳定性，可以在其表面种植一些根深的绿色植物，不仅可以有效提高土质边坡的美观性，起到绿化的作用，还能快速达到预期工作目的。与其他方法相比，此种方式具有较高的经济性，降低各种资金的投入，工作流程比较简单，对技术人员要求较低。而若采用石砌護坡的方式，整个工作需要投入较高的资金，并且工作流程较为复杂，难以保证达到预期效果[5]。

4 结语

总而言之，由于我国地域广阔，各个地区土质情况存在较大的差别，自然灾害现象时有发生，尤其是滑坡，会对人们日常生活和工作带来严重影响。基于此，若想有效避免滑坡灾害的出现，应利用当前先进科学技术，系统性分析影响土质边坡稳定性的因素，特别要重视研究雨水渗透的影响，掌握二者之间的关系，相关工作人员可以根据不同的土质边坡，针对性制定预防方案，确保方案具有较高的可行性和合理性，促使土质边坡长期处于稳定状态。

参考文献：

[1] 史建峰，鹏远群.雨水渗入对土石坝边坡稳定性影响分析[J].公路工程，2020，45（4）：6.

[2] 王述红，何坚，王帅，等.上覆强透水层的双层土质边坡降雨入渗特征[J].东北大学学报：自然科学版，2020（3）：438-444.

[3] 蔡文倩，王建德，姜立春.分层排土场边坡降雨入渗过程及稳定性分析[J].有色金属：矿山部分，2021，73（5）：8.

[4] 李局.洪水作用下受锚土质边坡稳定可靠性分析[J].路基工程，2020（6）：5.

[5] 董顺德，孙芝玲，何玉鹏，等.气液两相流原理在边坡稳定性分析中的有效性研究[J].河北工业科技，2021，38（1）：7.