土体饱和度的变化在黄土型滑坡监测的作用

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摘要：降水在黄土型滑坡演变过程中起着重要的诱发作用，监测土体饱和度在降雨过程的变化，研究其与降水量的相关性，是滑坡发生预报的重要内容之一。在滑坡预警预报研究过程中，形成了多种研究方向和方法，本文就诱发黄土型滑坡的重要因素降水对黄土的作用，在现状监测阶段的基础上，提出了降水、土体饱和度和滑坡变形的关系方法，对土体饱和度与降水及滑坡变形做了半定量分析，分析研究黄土型滑坡的形成和发展过程。

[关键词] 降水 饱和度 滑坡变形 监测 降雨临界

【分类号】P642.22

尽管目前国内外学者已提出了数十个滑坡预警预报的理论模型，但完全依靠滑坡定量预报模型并不能完全解决滑坡预报问题。对于同一个滑坡，采用不同的预报模型可能会得出千差万别的预测结果。基于此，将定性预报与定量预报有机结合，以滑坡开始变形直至最终破坏过程中所表现出来的各种前兆、迹象等为依据进行滑坡预警研究。

降水在黄土型滑坡演变过程中起着重要的诱发作用，降水对滑坡的诱发作用与累积降水量和强度有关。一定的降水量和强度可迅速使土体含水量增加，改变土体的演变历程，使尚在演变中的土体加速变化。因此，监测土体饱和度在降雨过程的变化，研究其与降水量的相关性，是滑坡发生预报的重要内容之一。

新疆新源县喀拉海依苏滑坡隐患处，于2009年布设了土体含水率监测仪（smaitdata-3000A6型），用于监测和研究滑坡隐患在降水作用下的变形过程，探索适应新疆伊犁谷地特殊地质环境条件下的地质灾害监测预报监测设备、仪器和监测预报方法。

通过现场采集原状土样，由室内试验测定，当电压V=0时，黄土土层含水率（饱和度）

现状条件下，对应监测期间土层最大含水率（饱和度）19%。含水率（饱和度）数值的探测为金属传感器在土体中的电压值换算取得，对应电压为1.6v。含水率（饱和度）与电压的换算公式（室内试验所得）：（0.0135×x12+0.0687×x1+0.0467）×100，其中，x1代表电压值。电压与含水率（饱和度）呈现线性变化关系（图1）。

天然状态下，由于降雨入渗引起非饱和黄土含水量的增加，黄土含水率（饱和度）介于8.5%―19%。期间，含水率（饱和度）处于峰值时，单日降雨量（2010年8月1日）35.4mm，五日连续降雨量（2010年7月28日―8月1日）61.5mm，滑坡处于现状极限平衡阶段。

当电压V=2时，黄土含水率（饱和度）为23.81%，此时，黄土含水率（饱和度）较天然状态峰值增幅为20%，因此，外界降雨量即为：单日降水量42.5mm，五日连续降雨量73.8mm。当电压值增大时，含水率随之增大，土体重度增大，抗剪强度减小，滑坡体稳定性系数减小，监测点滑坡处于变形阶段，滑坡体稳定性处于破坏阶段。

当电压V=2.5V时，土层含水率趋于饱和，由于降雨入渗土体， 使土体含水量增大，在一定的压力作用下，土体颗粒间粘结力消失，产生快速变形、结构被破坏，抗剪强度降低、坡体容重增大、形成滑面、开始或趋于产生液化变形，形成土层滑动。此时，土体含水率（饱和度）较天然状态峰值增幅为37%，因此，确定土体滑动状态下外界降雨临界值为：单日降水量48.5mm，五日连续降雨量84.3mm。

该方法仅在现状监测阶段的基础上，提出了降雨、土体饱和度和滑坡变形的关系方法，对土体饱和度与降水及滑坡变形做了半定量分析，需要在后期监测过程中对上述分析法进行验证。并需要进一步分析降水在植被影响下，渗入土层的有效降水量对潜在滑坡的影响，且需对降水后渗入黄土土层的厚度界限作出较为准确界定，需要补充获取春季融雪期间融雪水渗入土层的有效降水量的方法。

该方法在浅层（厚度1-3m）黄土分布区有较强的针对性，厚层黄土往往形成有多个滑动面，应监测各滑动面处的土体饱和度，同时配合深部变形监测，分析研究厚层黄土滑坡的形成和发展过程。

作者：魏贤程，出生年月：1979年10月，性别：男，籍贯：新疆，技术职称：工程师。

从事专业：水文地质、环境地质、工程地质及地质灾害评估和监测。