地下水渗流对岸坡稳定影响试验研究

一、稳定渗流对坝坡的稳定影响
水库上游水位跟坝坡的稳定有很密切的关系，当库内水位保持不变时，上游坝体土处于饱和状态，在外水压力的情况下，坝体土内的孔隙水向下游的渗流运动，此时渗流对上游坝坡的稳定影响是不存在的，而对下游坝坡形成稳定渗流对坝坡稳定的影响却很大，此时，下游坝坡究竟要个什么样的坡率才能维持坝体稳定，就是我们需要解决的问题了。但无乱均质土坝还是粘土心墙坝，其稳定渗流的下游破浸润线的计算都是几乎相同。均质土坝其计算简图和计算公式为：
以上便是发生非稳定渗流时确定心墙坝体内浸润线位置最简单也最准确的方法。浸润线的位置确定后，当库内水位发生变化时，我们就能很直观地求出库内水位究竟以什么样的速度降落能保证坝坡的安全与稳定。
以上所述，只是相对于心墙土坝而言，对于均质坝的计算仍然可以根据以上计算思路进行。应该指出的是均质坝在水库水位发生降落的过程中，浸润线由单一的抛物线变为组合式抛物线，当库内水面线降落终了时，并形成稳定渗流时，自由水面线又从组合式抛物线变为单一的抛物线。组合式抛物线为两条抛物线，即上游坡一条和下游坡一条。可见，均质坝在降落过程中，坝内浸润线的位置发生明显的变化，这种变化对下游坝坡的稳定没有太大影响，但对上游坝坡的稳定影响较为明显，这也是我们在设计过程中需要解决的主要问题。
计算非稳定渗流所形成的浸润线在坝体内的位置是较为复杂的问题，目前来说也没有简单的计算公式，而且很多都是带有经验性质的公式，在计算过程中需查图、查表等，这样就不可避免地带来很多误差，影响计算成果的准确性。特别是我们常用的所谓4点法，就更为繁琐，由于查图表的步骤增加，计算的最终成果精度就会更差。
下面以粘土心墙土石坝介绍一种较为简单的计算非稳定渗流形成浸润线的计算方法，也是一种行之有效的方法，以供参考。
根据已知的条件，可求出α和β的值，通过试算最终可确定所求抛物线方程。

降雨入渗和地下水渗流对边坡稳定性的影响分析
傅洪金
【期刊名称】《福建交通科技》
【年(卷),期】2016(0)3
【摘要】本文在收集福建省有关公路边坡的工程勘察、设计、施工等有关资料的基础上,通过对福建省几个典型案例的边坡失稳原因进行分析和总结,分析了斜坡上发育有透水性较强的土层时降雨入渗和地下水渗流对边坡稳定性的影响,特别是线路位于坡脚、近坡脚地段的坡积裙、洪积扇地貌区。

深入研究了边坡在持续降雨作用下地下水的渗流场、饱水增载效应、软化作用和浮托作用及潜蚀作用等,并系统地论述了在持续降雨作用下边坡稳定性的有关计算公式。

【总页数】6页(P1-6)
【关键词】边坡;渗流;地下水;透水性;稳定性分析
【作者】傅洪金
【作者单位】福建省交通规划设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U416.14
【相关文献】
1.降雨入渗对边坡稳定性影响的机理分析及防治措施 [J], 余志刚
2.降雨入渗对边坡稳定性的影响分析 [J], 谭凤;周太全;林森
3.降雨入渗对边坡稳定性影响分析 [J], 娄一青;曹良珍;王志军;娄潇聪
4.降雨渗流对边坡稳定性影响的数值分析 [J], 张娜; 张博; 柳龙标; 盛海龙
5.降雨渗流对边坡稳定性影响的数值分析 [J], 张娜;张博;柳龙标;盛海龙
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102地质环境DI ZHI HUAN JING降雨期间雨水渗入坡体，渗流场和应力场进行改变，土体饱和度增大，基质吸力降低，抗剪强度降低，当渗流量达到一定程度时，可能引起边坡失稳破坏，降雨是诱发边坡失稳的重要因素。

研究降雨入渗机理及其入渗深度对于地质灾害防治具有重要的指导意义。

本文系统分析了目前降雨入渗对边坡稳定性影响的研究现状，为进一步深入研究和优化滑坡防治提供借鉴。

1 降雨入渗对边坡稳定性影响研究采用的理论方法综述国内外学者从饱和土理论和非饱和土理论两方面对降雨入渗对坡体稳定性影响进行了深入研究。

早期因研究理论[1]水平有限，主要应用饱和土理论，20世纪60年代陈伟等认为驱动势能差的存在导致雨水在土体中下渗，从能量角度得到降雨入渗的最大深度。

20世纪70年代开始采用数值方法在饱和渗流模型的基础上模拟降雨入渗对坡体稳定性的影响研究，其中饱和土的渗流固结理论为有效分析饱和土[2]体渗流过程中的土体结构等因素影响提供重要依据。

20世纪60年代，Bishop和Fredlund提出了非饱和土强度表达公式，随着理论研究的逐渐深入，越来越多的学者注意到降雨入渗中土体含水率的变化对土体物理力学性质的影响，开始将非饱和土理论引入降雨入渗对边坡的稳定性影响研究。

陈正汉运用非饱和土体水分运动的研究方法，将瞬态含水率分布换算为边坡土体的瞬态抗剪强度参数，张丙印等建立了非饱和土体中水—气两相渗流的有限元模型，吴梦喜等对非饱和土体内部的非稳定渗流参数进行了数值分析，于玉贞等进行了非稳定渗流条件下的非饱和土边坡稳定分析研究，黄润秋等进行了非饱和渗流基质吸力对边坡[3]稳定性的影响研究。

针对现有的降雨入渗对边坡稳定性影响研究采用的理论方法，目前主要采用将渗流分析简化进行计算的极限平衡法、有限元法和极限分析法进行边坡稳定性分析计算。

2 边坡降雨入渗深度研究现状降雨入渗深度对边坡稳定性的影响极其重要，准确获得入渗深度对定量分析坡体稳定性至关重要。

渗流作用下边坡稳定性研究的开题报告
一、选题背景
随着现代土木工程建设的迅猛发展，边坡工程的稳定性问题越来越受到工程师们的关注。

在边坡的设计与施工中，渗流作用成为了影响边坡稳定性的主要问题之一。

渗流会导致边坡中的土体失去抗剪强度，从而引起边坡的塌陷。

因此，对渗流作用下边坡稳定性进行研究，对提高边坡工程的安全性和可靠性具有重要意义。

二、选题目的
本研究旨在从理论和实践的角度，探讨渗流作用对边坡稳定性的影响，并提出有效的控制措施，以保证边坡工程的安全性和可靠性。

三、研究内容
（1）渗流对边坡稳定性的影响机理；
（2）渗流作用下边坡的稳定解析计算；
（3）边坡失稳机理的研究；
（4）综合考虑边坡的土体参数和水文参数，通过模拟试验，探讨渗流作用对边坡稳定性的影响；
（5）结合具体工程实例，提出渗流作用下边坡稳定性控制措施。

四、研究方法
（1）文献综述法：通过查阅国内外文献和期刊，收集相关数据和资料，对边坡工程的稳定性问题进行深入了解。

（2）数值模拟法：通过数值模拟方法，对渗流作用下的边坡工程进行模拟，对其稳定性进行分析。

（3）试验研究法：通过现场试验和模型试验，验证数值模拟得到的结果，并提出新的结论和措施。

五、预期成果
（1）深入了解渗流作用下边坡稳定性的机理和研究热点问题；
（2）通过数值和试验研究，提出有效的渗流作用下边坡稳定性控制措施；
（3）在提高边坡工程的安全性和可靠性方面，具有一定的实用价值。

(4)边坡治水应该采取坡面排水和坡体排水同时进 行，以保证边坡稳定。
从两图可以看出，粘聚力和内摩擦角均随含 水量的增加而逐渐降低，且粘聚力的下降幅度较 大；
二、水化学作用对岩土体的影响
水对岩土体产生一系列诸如水解、溶解和碳酸 化作用等化学反应，从而改变岩土体的矿物成分， 导致岩土体细微观结构的破坏，改变其结构特性而 影响岩土体的力学性能。受水化学作用后，岩土体 物理力学特征的变化较为复杂。即使是坚硬致密的 弱风化基岩，也不可避免地存在着大量微裂隙，水 化学溶解长期在裂隙中与矿物颗粒或晶体发生化学 反应，使原矿物分解并生成一些新的矿物，而某些 新生矿物具有高度的分散性，这种作用逐渐地降低 了岩土体的强度。
二、水化学作用对岩土体的影响
在岩土体遇水的情况下，受水化学作用后产生 的易溶矿物随水流失，而难溶或结晶矿物则残留原 地，结果致使岩土体的孔隙增大，岩土体因此变得 松散脆弱。当岩土失水又浸水时，某些矿物与进入 岩土颗粒孔隙中的水作用后出现体积膨胀的现象， 这种体积膨胀是不均匀的，从而使得岩土体内部产 生了不均匀的应力，最终导致了矿物颗粒的碎裂解 体，表现出土体软化和崩解。于是岩土的内摩擦角 和粘聚力随之而减小。而边坡地下水位的升降正是 诱发岩土浸水—失水—再浸水这一反复循环的直接 因素，因此，对边坡变形的发展有着较大的影响。
四、边坡示意图
五、结论
(1)水的入渗导致边坡土体含水量增加，使土体的强 度参数(c、φ)降低，从而引起边坡失稳。
(2)水与岩土体长期的化学作用诱发岩土体浸水—失 水—再浸水现象是边坡变形的重要因素之一。
五、结论
(3)对边坡不同地下水位的计算结果可知， 地下 水位升高，滑动面逐步向坡脚移动，当地下水 位高于边坡脚一定高度时，将发生坡脚局部破 坏现象。

地下水位变化对斜坡稳定性的影响研究1. 引言地下水位变化对斜坡稳定性的影响是地质工程领域中一个重要的研究课题。

斜坡稳定性是指斜坡在重力作用下能否保持稳定的能力。

地下水位变化对斜坡的影响可以通过改变土体的饱和度和孔隙水压力来体现。

因此，深入研究地下水位变化对斜坡稳定性的影响，对于工程设计和风险评估具有重要意义。

2. 斜坡稳定性分析方法2.1 构造力学方法构造力学方法通过分析土体内部构造和应力分布来评估斜坡稳定性。

该方法适用于考虑地下水位变化对土体应力状态产生影响时。

2.2 数值模拟方法数值模拟方法利用数学模型来模拟地下水位变化对斜坡稳定性产生的影响。

该方法可以考虑复杂的边界条件和土体材料特性，具有较高的精度。

3. 地下水位变化引起的饱和度改变3.1 地下水位上升引起饱和度增加当地下水位上升时，地下水与土体中的孔隙水连接，土体的饱和度会随之增加。

饱和度增加会导致土体的重度增加，从而增大斜坡的重力作用。

3.2 地下水位下降引起饱和度降低当地下水位下降时，土体中的孔隙水会逐渐排泄出去，导致土体的饱和度降低。

饱和度降低会使得土体内部颗粒之间的摩擦力增大，从而影响斜坡稳定性。

4. 地下水位变化引起的孔隙水压力变化4.1 地下水位上升引起孔隙水压力升高当地下水位上升时，地下水与土体中孔隙空间连接，孔隙空间内部产生压力。

这种压力称为孔隙水压力。

地下水位上升会使得斜坡内部产生较大的孔隙压力。

4.2 地下水位下降引起孔隙水压力减小当地下水位减小时，排泄出去的孔隙空间导致斜坡内部产生较小的孔隙压力。

孔隙水压力的减小会减小土体的有效应力，从而影响斜坡的稳定性。

5. 地下水位变化引起的斜坡变形5.1 地下水位上升引起斜坡变形当地下水位上升时，土体饱和度增加，孔隙水压力增大，土体内部产生较大的应力。

这些应力会导致土体内部产生较大的变形。

斜坡上升导致地表沉降和裂缝产生。

5.2 地下水位下降引起斜坡变形当地下水位下降时，土体饱和度降低，孔隙水压力减小，有效应力增加。

收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—０ ７—０ ９
作者简 介： 韩相超 （ １ ９ ６ ２ 一） ， 男， 陕 西蓝 田人 ， １ ９ ８ ６年毕 业于 中国矿 业 学院水文地质与工程地质专业 ， 高级工程师 ， 主要从 事地质工程方 面的应用 、 研究 。
第 １期
韩相超
水对库岸坡稳定性的影响研究
３ ９
６月份 和 ｌ Ｏ月 份 次 之 ， 平均 降雨量 １ １ ５ ｍｍ 和 ９ ７ ｍ ｉ ｌ ｌ ， 其 他 ７个 月份降 雨量 基 本 都 在 ５ ０ ｍ Fra bibliotek 以下 ， 对
人渗 、 排泄 的形态 。
岸坡 的稳定性影响很小 。因此 ， 每年的 ７～ ９ 月份 降 雨对 卧狮梁岸 坡 稳定 性 影 响最 大 ， 容 易 引 发岸 坡 地
成残 坡 积 及 滑 坡 。 主要 节 理 产 状 ２ ５ ５ 。 ／７ ６ 。 ， 延 伸 较大 ， 呈闭合 状 ， 坡 顶 张裂 隙较 发 育 。距 地 面 １ ０ ｍ 高处 有约 １ ０ ｅ ｍ不 等厚碎 屑岩 软弱夹 层 ， 以约 ３ ０ 。 仰 角 自设 计开 挖面 向坡体 内部延 伸 约 ６ ０ ｍ。 由岩 石饱 和单 轴抗 压 强 度试 验 可 知 ， 碎 屑 岩 软
３ ８
韩相超
水对库岸坡稳定性的影响研究
水 对库 岸 坡 稳定 性 的影 响研 究
韩 相 超
（ 中煤西安设 计工程有 限责 任公 司 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
摘
要： 结合 工程 实例 ， 从 降 雨、 库 水升 降、 地 下水三 方 面分析 了水 对 卧狮 梁 岸坡 稳 定性 的 影响 ， 表
地气候 ， 年平均降雨量为 １ １ ３ ０— １ ２ ６ ０ ｍ ｍ， 一般集 中于 ７～ ９月 ， 夏季降水量 占全年降水量 的 ６ ０ ％以

渗流对边坡稳定性的影响孙聚龙（长沙理工大学市政工程专业103104020449）摘要边坡稳定性问题一直是工程地质、岩土工程等领域中一项最基本而又十分重要的研究课题。

影响边坡稳定性的因素较多，渗流既是一个重要影响因素，也是一个难点课题。

近年来，随着有限元理论和计算机技术的发展，进行渗流对边坡稳定影响的研究也越来越多。

渗流场和应力场作为边坡稳定分析的重要组成部分，二者相互作用、相互联系。

所以要对边坡稳定情况进行研究必须正确分析渗流对其作用。

一方面，渗流产生渗流场形成孔隙水压力，孔隙水压力作用到边坡上将改变边坡的应力状态，边坡的应力状态改变会造成土体的孔隙率和渗透系数的改变；另一方面，渗流系数和孔隙率的改变会使渗流场发生变化。

这样的渗流场相互作用，将对边坡稳定性产生影响。

边坡稳定性分析始于二十世纪初，发展至今形成了多种方法，虽然各种方法并存，具有各自的计算准则，但总体来说，边坡稳定性分析的发展遵循了以下这条主线，即从定性分析发展到定量分析。

其中，定量分析又经历了从确定性分析到非确定性分析的过程。

本文对国内外渗流及边坡稳定的研究现状进行了归纳总结。

概述了现在边坡稳定研究的方法，渗流的计算及边坡渗流的趋势进行了阐述。

关键词：渗流，边坡，稳定性，确定性目录摘要 (1)目录 (2)第一章边坡稳定性研究的现状 (3)1.1 定性分析方法 (3)1.2 定量分析方法 (3)1.2.1 确定性分析方法 (3)1.2.2 非确定性分析方法 (5)第二章渗流研究的现状 (5)2.1以实验研究为主的初级阶段 (6)2.2 以解析法为主要研究手段的发展阶段 (6)2.3 以数值模拟为主的高级阶段 (6)第三章渗流作用下边坡稳定性研究现状 (7)第四章渗流的计算 (7)4.1 渗流模型 (7)4.1.1 物理模型 (8)4.1.2 数学模型 (8)4.2 渗流计算 (9)4.2.1 解析法 (9)4.2.2 数值法 (9)4.2.3 实验模拟法 (9)4.3 应力场和渗流场的耦合作用 (9)4.4 渗流自由面 (11)4.5 渗透系数 (12)4.5.1 确定型模型结合实验方法 (12)4.5.2 随机模型方法 (12)4.5.3 克里格法 (13)4.5.4 数学模型反演求解法 (14)4.5.5 分形理论 (14)第五章边坡渗流研究的趋势 (14)参考文献 (16)第一章边坡稳定性研究的现状1.1定性分析方法该方法从边坡演化破坏中的主要影响因素、失稳力学机制以及变形破坏方式等进行考虑，以此分析评价边坡稳定的状态及预测边坡发展的趋势。

第31卷第6期2020年12月中国地质灾害与防治学报TheChineseJouenaiooGeoiogiaaiHaaaed and ConteoiVoi.31 No.6Dea.2020DOR10. 16031/j. cnkl. ion. 1003-8035.2020. 06. 12地下水渗流对崩坡积滑坡稳定性和变形的影响——以湖南安化春风滑坡群为例贺小黑―4，彭 鑫3"4,谭建民5,裴来政5(1.北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101 ；2.城市轨道交通深基坑岩土工程北京市重点 实验室，北京100101 ；3.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌330013 ；4 .东华理工大 学水资源与环境工程学院，江西南昌 330013 ；5.中国地质调查局武汉地质调查中心，湖北武汉 430205)摘要：为了研究地下水渗流对崩坡积滑坡变形的影响，通过分析现场调查勘察资料，在研究该滑坡所处的地质环境条 件、滑坡的形态特征和变形特征的基础上，探讨了该滑坡的形成机制，对比了地下水渗流对崩坡积滑坡和老滑坡的影响，并开展了数值模拟。

取得的认识有：(1)地形地貌、地层岩性、大气降水、人类工程活动是该滑坡形成的主要原因#在这些因素共同作用下，滑坡最终失稳变形，过程中可能发生多次滑动，形成现今的堆积形态# (2)降雨引起的地下水渗流对该崩坡积滑坡稳定性和变形的影响是十分显著的。

对于局部架空现象较严重的崩坡积组成的1号滑坡体，雨水更易入渗进入坡体，地下水渗流对其稳定性和变形的作用十分明显；而对于优势通道较少的I 号和0号老滑坡体，局部架空现象相对较差，地下水渗流对其稳定性和变形的作用不显著# (3)降雨时间和降雨强度与滑坡稳定性负相关。

降雨强度较小时、一定时间内降水对滑坡稳定性影响不大,但降雨较大时，滑坡稳定性将快速降低。

关键词：滑坡；渗流；崩坡积；变形；降雨中图分类号：P642. 22文献标识码：A文章编号：1003-8035 (2020) 06-0096-08Influence of groundwater seepage on stability and deformation of colluvial deposit landslide : taking Chunfeng Landslide group inAnhua County of Hunan Province as an exampleHE Xiaohem ^2，3,4，PENG Xin 3,4，TAN Jianmin 5，PEI Laizheng 5(1. Beijing Urban Construction Exploration & Surveying Design Research Institute Co. Ltd. , Beijing 100101，China ；2. Beijing Key Laborator, of GeotechnicaO Engineering for Deep Exccvetioo of Urban Rail Transit , Beijing 100101， China ；3. State Key Laborator, of Nuclear Resoorces and Envirooment , Easi ChinaUnoersity (tf TechnoOg), Nanchang ， Jiangpi 330013， China ；4. ScCorO # Water Resorrces &EnvironmentaO Engineering ，Eas8 China University o 0 Technology , Nanchang ， Jiangpi 330013，China ； 5. Wuhan Cento oO China GeologicaO Survee , Wuhan ， Hubei 430205， China )Abstract ：Rn oedeetoanaiyaetheinoiuenaeoogeoundwateeseepageon thedeooemation ooao i uaiaidepositiandsiide theooemation me ahanism o oChun oeng Landsiide was dis aussed " and theinoiuenaeoogeoundwatee seepageon thestabiiityand deooemation o o ao i u aia ideposit iands iide and oid iandsiidewas aompaeed on thebase oo anaiyaing geoiogiaai enaieonmentai aonditions moephoiogiaai ahaeaateeistias and deooemation ahaeaateeistiasoothe iandsiideaoteeoieid in aestigation " and numeeiaaisimuiation wasaa e i ed out. Someaonaiusionsaan bego t en.Fiestiy topog eaphy ooemation iithoiogy atmosphe ei ap ee aipitation and human收稿日期：2020-08-09 '修订日期：2020-09-27基金项目：东华理工大学博士启动基金项目(DHBK2017139)；东华理工大学2019年实验技术开放项目(DHSYKF - 2019 -007 )；中国地质调查局工作项目(DD20160252 ；12120115045101 )；国家国防科技工业局项目(科工二司[2014 ] 1587号)第一作者：贺小黑(1984-)，男，博士，工程师，主要从事边坡稳定性评价和失稳预报方面的研究# E-mail ：****************第6期中国地质灾害与防治学报・97・engineering acOvitias arc tha m ain reasons of Chunfeng Landslida formation.Undar tha cammon action of tha four factors,tha s lopas bacama instabla and tha deformation ar sliding happened in tha end.MulOpla sliding might happen,and tha current accumulation form was formed.Sacandly,tha influence of groundwatar seepaya produced by rainfall on stabilita and deformation of celluvial deposit landslida was vera signigcant.As far tha 1landslida body canstOuted by calluvial deposit where lacai averhead was more cammon,it is easiar far tha rain to penetrate into tha slope,and it is ver obvious that groundwatar seepaya aCacO tha landslida stabilita and deformation.As f ar tha I and0 old lanslida where local overhead was not cammon,it is not obvious that groundwatar seepaya affacts landslida stability and deformation.Thirdly,the tirna and intensity of rainfall were neaatively carrelated with tha landslida stability.When tha rainfall intensity is small,tha pracipitation hasoi i oeinoouenaeon ihesiabioiiyoooandsoidewiihin aaeeiain peeiod ooiime,bu iwhen iheeainoa o iniensiiyis Ora,tha stabilita of landslida will daciaso rapidly.Keywords:landslida;seepaya；calluvial deposit;deformation；rainfall0引言地下水渗流作用是诱发碎石土斜坡失稳的主要因素，对地下水渗流作用下碎石土斜坡变形破坏机理研究不仅具有理论意义，也为暴雨诱发滑坡预报研究提供基础，具有重要的现实意义。

渗流和地震耦合作用下边坡稳定性分析渗流和地震耦合作用下边坡稳定性分析随着工程建设的不断发展，边坡工程的稳定性分析越来越受到重视。

地震是常见的自然灾害之一，而水流对边坡稳定也有显著影响。

本文将探讨渗流和地震耦合作用下边坡的稳定性分析。

首先，对边坡稳定性分析的基本概念和原理进行简要介绍。

边坡稳定性是指在自然或人为荷载的作用下，边坡不会发生破坏或滑动的能力。

边坡稳定性分析是通过对边坡的力学性质和荷载条件进行定量分析，以确定边坡的抗滑稳定性。

地震是由地壳运动引起的地球物理现象，具有巨大的破坏性。

地震对边坡稳定性的影响主要体现在动力载荷的作用下。

地震会引起土体的振动，使土体内部发生重新排列，从而引起边坡滑动或破坏。

渗流是指水在边坡土体中流动的过程。

当土体存在一定的渗透性时，地下水或雨水会通过土体内部的孔隙流动。

渗流对边坡稳定性的影响主要体现在水压力的作用下。

渗流会增加边坡土体的重量，降低土体的抗剪强度，从而对边坡稳定性造成不利影响。

渗流和地震可以影响边坡稳定性，而当二者耦合作用时，其影响将更为复杂。

在耦合作用下，渗流会导致边坡土体的饱和度增加，从而改变土体的力学性质；地震振动会引起渗流路径的改变，进一步影响土体的渗流特性。

因此，在分析边坡稳定性时，需要将渗流和地震耦合作用考虑在内。

分析渗流和地震耦合作用下边坡的稳定性可以采用数值模拟方法。

首先，通过采集现场数据和实验室试验数据，获得边坡土体的物理参数和力学性质。

然后，建立边坡模型，并考虑渗流和地震的边界条件。

接下来，使用数值方法（如有限元法或边界元法）对边坡模型进行求解，得到边坡的应力和位移分布。

最后，根据求解结果，评估边坡的稳定性。

在分析过程中，需要考虑不同渗流条件和地震强度对边坡稳定性的影响。

通过对不同情况进行分析比较，可以确定最不利的情况下边坡的稳定性。

此外，还需要关注边坡土体的变形和裂缝发展情况，以及局部滑动和破坏的可能性。

综上所述，渗流和地震耦合作用下边坡稳定性分析是一个复杂而重要的问题。

地下水对边坡稳定性的影响分析摘要：影响边坡稳定性的因素有很多，其中水对边坡稳定的影响是导致边坡失稳破坏的主要因素之一，而水的影响主要以地下水的作用影响坡体。

本文从地下水与边坡岩土体的相互作用着手，分析了地下水对边坡稳定性的影响。

关键词：边坡；地下水；稳定性；影响Abstract: factors affecting slope stability, water on slope stability is one of the main factors that cause slope instability and failure, and water affect the slope of groundwater. Begin this article from the mechanism of interaction between groundwater Slope Ground groundwater under the slope stability analysis.Keywords: groundwater; slope; stability; impact1 边坡稳定的影响因素边坡的变形破坏不是单纯的动力地质现象，它的发生和发展是极其错综复杂的。

影响边坡稳定的因素很多，概括地说，主要可分为内部因素和外部因素。

内部因素包括地层岩性、地质构造、岩体结构等，这些因素的影响是长期的、缓慢的，是边坡变形破坏的内在条件。

它们决定了边坡变形的形式和规模，对边坡稳定性起着控制作用。

外部因素包括水文地质条件、地震、气候条件、人类工程活动等，这些因素对边坡的变形和破坏影响比较明显和迅速，它们只有通过内因对边坡稳定起着重要的作用，促进边坡变形的发生发展，导致边坡失稳破坏。

[1]大量实例表明，水在边坡的变形破坏中起着举足轻重的作用，据资料统计，90%左右的边坡破坏（滑坡）均发生在雨季，尤其是暴雨、连续雨或是地下水的参与，这充分说明了水是影响边坡稳定性的重要因素。

第26卷第3期 岩 土 力 学 V ol.26 No.3 2005年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2005收稿日期：2003-01-05 修改稿收到日期：2003-02-28基金项目：国家自然科学重点基金(No.50239070)，国家重点基础研究发展规划项目(No.2002CB412704)，武汉岩土研究所领域前沿基金项目(No.Q110217,Q000302)。

作者简介：刘才华，男，1974年生，博士，主要从事岩土工程及裂隙岩体渗流方面的研究。

E-mail: chliu@文章编号：1000－7598－(2005) 03－0419－04地下水对库岸边坡稳定性的影响刘才华，陈从新，冯夏庭，肖国峰（中国科学院武汉岩土力学研究所 环境岩土工程重点实验室，湖北 武汉 430071）摘 要： 针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏这一特点，分析了地下水引发库岸边坡失稳的机理，指出在地下水作用下，边坡岩土物理力学性质恶化、库水浮托力以及坡体内渗透力是影响库岸边坡稳定性的重要因素，给出了考虑地下水影响的库岸边坡稳定性计算公式。

对三峡库区的某边坡工程进行了分析，结果表明：边坡岩土体介质因饱水软化作用，其滑动面的力学参数值降低；库水浮托力在某种程度上有利于边坡的稳定。

当库水位陡降时，坡体内产生较大的渗透力是导致边坡失稳的一个很关键的原因。

同时指出，在进行库岸边坡治理设计时，采取合理的防冲刷、反滤及疏导措施，能有效地降低地下水对边坡稳定性带来的消极影响。

关 键 词：地下水；库岸边坡；稳定性 中图分类号：TU 457 文献标识码：AEffect of groundwater on stability of slopes at reservoir bankLIU Cai-hua, CHEN Cong-xin, FENG Xia-ting, XIAO Guo-feng(Geo-environmental Engineering Key Laboratory, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)Abstract: In allusion to the characteristic of easily losing stability for reservoir slopes when water level descending rapidly, the mechanism of losing stability resulting from ground water for reservoir slopes is analyzed. The important factors influencing the stability of reservoir slopes, such as decrease of physico-mechanical parameters, buoyancy and seepage force, are pointed out. The formulas for calculating the stability of reservoir slopes considering groundwater are given. A slope project in the Three Gorges is illustrated. The results show that the resisting force of potential sliding face decreases due to softening, that the buoyancy at a certain extent helps to enhance the stability of slopes, and that the seepage force in slope body is a key factor resulting in a slope losing its stability. In addition, for designing a slope project, it is necessary to adopt some reasonable measures effectively decreasing the disadvantageous influence of groundwater on the stability of slope, such as setting protecting, inversely filtrating and draining systems. Key words: groundwater; reservoir slopes; stability1 引 言水库在蓄水过程中及运行后，破坏了库岸边坡原有的自然平衡条件，引起边坡形状及稳定性的变化，导致库岸产生坍塌及滑坡等地质灾害，危害水坝、库岸城镇、过往船只的安全，同时造成大量的泥沙流失，堵塞河道，影响航运，降低水库的运行效益[1]。

中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ３ ６ Ｔ １ ．２ 文献 标 识 码 ： Ａ
就不应再考虑渗流作用 的体 积力 。 边坡 系指地 壳表 部一 切具 有侧 向 临空 面的地 质体 ， 是地 表 力 ，
广泛 分布的一种地貌形 式 和一种 地质 工程 ＿ 。边坡 变形 破坏 给 ２ 渗 流场 类型 ｌ Ｊ 工程建设带来 的危害非 常广 泛 ， 常造 成生命 财 产的 巨大损 失 ， 目 １ 准 同步型 ： 类 型主要 出现在 冲 、 堆积 阶地 和 以碎块石 ） 该 洪 前 边坡 灾害已成为仅次于地震 的第二 大地 质灾 害。 为主体的崩滑体中 ， 主要表 象是地下 水位变 化几乎 同库水 位变 化
高 ０ １ ， ．ｈ 稳定安全 系数 降低 ００ ～０ ０ 。 ．５ ．７
表 １ 部 分 大 中 型 边 坡 地 下 水 位 对 边坡 稳定 性 的影 响
边坡 名称 黄腊石
杨家槽 大岩淌
马家湾
个单位 的土体 来研 究 ， 剖面 上面 积 为 ａ的材 料所 受 的 渗流 力 则 －＝ ， ， 中， 其 Ｊ为面积 ａ处 的平 均水力 坡 降。渗流 力 的方 向与
地 下 水 对 边 坡 稳 定 性 影 响 分 析
陈 刚 艾剑峰
摘
瞿岳前
要 ： 出水 库运 营造 成的库水位升 降是 引发库 区滑坡 的主要 因素 ， 出研 究稳定 性计算 中考虑地 下水 的思路 ， 指 提 举例
渗流场类型 ， 过理论 及工程实例分析 了水 库水位 涨落效应 ， 通 及各种 情况下边坡 的渗流场类型。 关键词 ： 下水 ， 地 边坡稳定 性， 影响
地 下水作为外在 因素会促使边坡 变形破坏 的发 生和发展 ， 其 同步或滞后 时 间很 短且 地 下水 位平 缓 。２ 外 排 型 ： ） 库水 位 下 降 主要作 用表现 为对 岩土 的软化 、 泥化作 用 、 的冲刷 作用 、 水 静水压 时 ， 坡体 中水 来不及排 出 ， 于是地下水 位常具一定 的坡 降 ， 当厍 水 力 和动水压力 等。 １ 由于 雨水 渗入 、 ） 水库 蓄 水使 得地 下 水位 上 位回升时 ， 地下水 位基本 上也 按类 似 的坡 降 回升 。３ 内排 型 ： ） 崩 升。 滑带 上部 荷重增大 ； ） ２ 水位 抬高使孔 隙水压 力提高 ， 有效应力 滑体渗透系数小 ， 当库水位 回升时仅崩滑体 前缘一 定范 围内地 下 降低 ， 应抗 剪强度降低 ； ） 相 ３ 若考 虑地 下水 在边坡 岩 土体 中的 渗 水位 回升 ， 其余部 分仍处 于初 始地 下水位 状态 ， 形成 库水 向崩 滑 流力 ， 由于水排 出时有一定 的水力梯 度 ， 成动水压力 ， 则 形 对稳定 体入渗 、 排泄 的形态 ， 这是崩滑体 主要 的渗 流场形 式。

对 研 究 区 勘 察 资 料 进 行 整 理 ，选 取 库 岸 的 某 个典型断面进行分析，对坡面进行适当简化，库岸 地质剖面见图 1。
混凝土防渗墙
▽
25
坝体
坝体
覆盖层
5
▽
10
入岩 0.5 m
强风化基岩
10
弱风化基岩
图 1 库岸地质剖面图
所研究的库岸岸坡为带混凝土防渗墙的坝 体，依据相关试验以及规范[9]，对岩土体相关物理 参数进行经验取值，坝坡相关的物理力学参数见 表 1。
50
600 20 000 0.25 1×10-7
覆盖层
17
30
5
200
0.3
1×10-4
坝体土
16
20
20
100
0.3
5×10-5
利用 ABAQUS 有限元软件，对带混凝土防渗 墙的坝体进行渗流和稳定性分析。
3 渗流和应力分析
3.1 渗流分析 利用 ABAQUS 对建立防渗墙前后的坝坡进行
渗流分析，坝体孔压示意图见图 2。 从图 2 中可以看出，坝体中建有混凝土防渗墙
后，孔压发生了明显的变化。建立防ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ墙前，坝体
（a）建立防渗墙前
（b）建立防渗墙后 图 2 坝体孔压示意图
的浸润线从上游坡面到下游坡面为一条直线，建 立防渗墙后，坝体的浸润线在防渗墙处发生了突 变，坝体上游的孔压几乎没有变化，浸润线也没有 明显变化，但坝体下游土体孔压减小，浸润线也相 应的降低。从孔压示意图中可以看出，建立防渗 墙后下游坝体的浸润线明显降低，必然会对坝体 稳定性产生影响。 3.2 应力分析
利用 ABAQUS 对建立防渗墙前后的坝坡进行 应力分析，坝体竖向应力分析见图 3。

岩土工程中的地下水渗流与稳定性分析研究地下水渗流是岩土工程中一个重要的研究领域。

它对于岩土工程的稳定性分析和设计具有重要的影响。

本文将介绍地下水渗流的基本概念、影响因素以及稳定性分析方法。

地下水渗流是指地下水在土体或岩体中沿着一定的路径流动的现象。

地下水渗流的速度和方向受到多种因素的影响，如土层或岩层的渗透性、压力差、渗透介质的物理特性等。

地下水渗流的研究对于岩土工程来说至关重要，因为它直接影响着土体或岩体的稳定性和承载力。

地下水渗流的影响因素主要包括渗透性、压力差、渗透介质的物理特性等。

其中，渗透性是指土层或岩层对水分的渗透能力，通常用渗透系数来表示。

渗透系数越大，土层或岩层对水分的渗透能力越强，地下水渗流速度也就越快。

压力差是指地下水在不同深度或不同位置处的压力差异，它是地下水渗流的驱动力。

渗透介质的物理特性则包括孔隙度、孔径分布、颗粒大小等，这些因素直接影响着土层或岩层对水分的吸附和排放能力。

在岩土工程中，地下水渗流对于土体或岩体的稳定性和承载力有着重要的影响。

一方面，地下水渗流会导致土体或岩体中颗粒之间的摩擦力减小，从而降低了土体或岩体的抗剪强度；另一方面，地下水渗流会增加土体或岩体中孔隙水的压力，从而增加了土体或岩体的内部压力，使得其稳定性降低。

因此，在岩土工程中进行地下水渗流与稳定性分析是非常必要的。

在进行地下水渗流与稳定性分析时，通常采用数值模拟方法。

这种方法可以通过建立数学模型来模拟地下水渗流过程，并计算出土体或岩体中各个位置的应力、变形等参数，从而评估其稳定性。

数值模拟方法需要考虑多种因素，如地下水位变化、孔隙水压力变化、土体或岩体物理特性等，因此需要较为复杂的计算模型和较高的计算能力。

总之，地下水渗流与稳定性分析是岩土工程中一个重要的研究领域。

通过对地下水渗流过程和影响因素的深入研究，可以更好地评估土体或岩体的稳定性和承载力，为工程设计提供更加可靠的依据。

（2）
h0=(m2+0.5)
q k
（3）
式中：H1 为河道地下水位；m2 为河道坡比；L1 为
计算长度。
1.2 河道岸坡渗流稳定分析
1.2.1 岸坡渗流临界坡降
坡面有自由出渗条件时土颗粒在渗流力和自
重的作用下会沿着坡面滑动、侵蚀坡面。土颗粒
能承受的最大比降 Jc 的计算公式为
Jc=
ρ1′ ρ
(tanφ-tanβ)cosβ+
临界坡降是很小的。
1.2.2 岸坡渗流出逸坡降
对于砂体，坡比为 m，则相应的地下水渗流
出逸点坡降为
J= 1
（5）
姨1+m2
试验模型坡比假设为 1∶2.5 或 1∶2，则相应的出
逸坡降为 0.307 和 0.325，可见出逸坡降远大于临
界坡降，也就是说，对砂体岸坡，在有地下水渗流
出逸时渗流是不稳定的，必须采取渗流保护措施。
1.3 渗流对崩岸发生发展机理简析
比较渗流从下到上的太沙基公式和自由出渗
·24·
水运工程
2009 年
段临界坡降和水下淹没段临界坡降公式后，发现 坡面渗出点处的临界渗透坡降最小，即渗出点最 易发生渗透破坏。由于地下水水流方向在河道坡 面与水面交点处发生转向，由沿着坡面转向为垂 直于坡面，因此理论上此点的渗透坡降无穷大， 加之河道水面的波动及风浪冲刷及沿着坡面下渗 的地下水的侵蚀等原因，此处极易冲塌，很不稳 定。长期处于高水位运行的河道 （汛期） 快速行 洪时由于大区域地下水位变动较河道水位缓慢， 地下水在坡面上产生自由渗出面，河道水位下降， 土体抗滑力较小，在河道坡面与水面处土颗粒首 先起动破坏，上移至逸出面，最后呈现为块状坍 落，临水面崩落，形成崩岸[4-6]。

岩 芯 多 呈坚 硬 土 状 ； 厚 ２６ ．５ 层 ． ８ ｍ。 ０ ３
用， 土体 的浮托力等。在进行滑坡计算过程 中， 尤其是在复 杂的 地下水环境下， 如何考虑地下水渗透压力 的取值 ， 对滑 坡稳 定性 计算有重要 的影 响。
④．强风化砂岩 ：岩 芯多呈土夹碎块或半岩半 状 ；层 厚 ，
层 厚 １９ ～ ．０ ．０ ４６ ｍ。
③第 四系残坡 积粉质粘土、 ｔ（ 舢） ｊ 要 分布于 ［体斜 粘 ０ ；ｔ ｊ Ｊ
坡 地貌 ； 塑 ， 部 含 少量 角 砾 ． 厚 １ ０ １ ． ｍ。 硬 局 层 ． ～ ０ ２ １０
④侏 罗系梨山组上统砂岩 （ １。 Ｊ） ④ 全 风化砂岩 ： 节理裂隙发育 。裂 隙面 多被 铁锰质浸染 ，
３３ 水 文条件 ．
区 内主 要 地 表 水 体 为 闽 江 流 域 ， 道 蛇 曲发 育 ， 洲 密 ， 河 沙 为典 型 的 山区 型河 流 ； 川 流量 受季 节性 影 响 明显 ， 河 流 两 岸 河 Ｉ 在 阶地 区多 分 布 砂 卵砾 石 等 ， 含 孔 隙 潜 水 ， 与 地 表 河 水 水 力 联 富 且
Ｚ １ Ｋ３ Ｚ ２ ＫＯ Ｚ ２ ＫＯ Ｚ ２ Ｋ１ Ｚ ２ Ｋ３
蚀丘陵斜坡， 海拔高度 １０ ３０ 相对高差 １０ ２ ０ 山体上部 ５ ～ ５ ｍ， ０ ５ ｍ， 斜坡 自然坡度 ３ ～ ０ ， ０ ５ 。坡面植被发育 （ 多为次生阔叶林） 下部多 ；
为 阶地 或 缓坡 ， 度 ８ １。坡 面 已开垦 为稻 田或种 有 果 树 。 坡 ～５， 区 内河 流 呈 冲 右 凹 形 受
３ ２ ～ ９２ ｍ 。 ．０ １ ． ０
④一 中风化砂 岩： 节理裂隙发育 ， 芯多呈碎 块或短卡 状 ； 岩 ｝