通过数值方法研究由挖掘和降雨共同作用引发的滑坡失效机制

《Landslides》：Investigating the failure mechanism of a landslide triggered by the combined effects of excavation and rainfalls through numerical approaches

四川松树岭村2016年滑坡由坡脚开挖和降雨入渗共同引发，体积4.9×10^4立方米。通过现场调查和数值模拟（LEM/SSR），揭示滑坡分四阶段发展：开挖卸荷→降雨弱化→整体滑动→堆积。研究表明坡脚开挖改变坡体形态并削弱支撑是主因，降雨降低岩体吸力加剧破坏。SSR方法预测滑动面与实际观测更吻合，尤其是后缘区域。该成果为类似滑坡灾害识别提供参考。

　　

摘要

2016年6月23日，中国四川省松树梁村发生了一起滑坡，其诱因是坡脚挖掘与降雨渗透的共同作用。该滑坡的体积约为4.9×10⁴立方米，对周边建筑和道路造成了严重破坏。通过现场调查和数值分析，研究了滑坡的破坏特征及形成机制。根据现场调查结果，该滑坡被归类为平移滑动类型，研究区域被划分为三个部分：牵引裂缝区、主体滑动区以及崩塌堆积区。滑动面穿过风化的板岩层，并从坡脚处的挡土墙上方切入。研究人员构建了滑坡机制的概念模型，并将滑坡过程分为四个阶段：挖掘与卸载阶段、雨水渗透与弱化阶段、平移滑动与破坏阶段以及崩塌堆积阶段。采用极限平衡法（LEM）和基于有限元的剪切强度降低法（SSR）进行了系列数值分析，以探讨滑坡机制。通过对比两种方法计算得到的安全系数（FS）和临界滑动面与现场灾后观测结果，发现坡脚挖掘是通过改变坡体形态、削弱坡体下部支撑力从而导致坡体进入临界状态的关键因素；而降雨渗透则降低了岩体的基质吸力，扩大了坡体中的饱和区域，最终引发了滑坡。LEM和SSR方法所得的滑动面结果与现场调查结果总体一致。其中，LEM方法得出的滑动面较实际观测到的滑动面更浅，而SSR方法的结果更为可靠，尤其是在滑坡的后缘区域。这些研究结果加深了人们对由坡脚挖掘与降雨渗透共同作用引发的滑坡破坏机制和过程的理解，可为类似类型滑坡的灾害识别提供参考。