1.一种降雨型滑坡临界启动降雨量及失稳预警时间的确定方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步:坡体物理力学性质参数及边坡坡角、坡体垂直埋深的测定;
第二步:滑坡坡体降雨量的监测与监测数据处理;
第三步:滑坡启动地下水位临界埋深值的确定;
第四步:滑坡启动有效降雨量阈值的确定;
第五步:边坡实时临界启动降雨量的确定;
第六步:边坡稳定性分析与评价;
第七步:边坡失稳预警时间的确定;
所述第三步的具体步骤为:根据《建筑边坡工程技术规范》确定滑坡的安全系数Fs,计算得到地下水位埋深临界值hcr如下:式中,hcr-地下水位埋深临界值;H-坡体垂直埋深;Fs-滑坡的安全系数;c-滑面粘聚力;
-滑面内摩擦角;θ-坡角;γ-天然重度;γw-水的重度,取10kN/m3;γ′-浮重度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一步的具体步骤为:测定边坡坡体土层的黏聚力c、内摩擦角 天然重度γ、饱和重度γsat及边坡坡角θ、坡体垂直埋深H;对坡角、坡体埋深有变化的边坡,边坡坡角与坡体垂直埋深取其各变化坡段的均值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,具体参数值的测定依据《边坡工程勘察规范》及《土工试验规程》相关规范,对待测定的边坡进行系统的勘察、试验及调查测绘,综合运用岩土原位试验或室内土工试验方法。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第二步的具体步骤为:
1)降雨量监测布置方案
对待测定边坡,在滑坡主滑区内均匀布置监测点,并根据地形地貌、水文条件及植被覆盖条件进行调整,以确保每个监测点的降雨数据得到有效监测;
2)监测数据收集处理
取各个监测点降雨量监测数据的平均值作为实时总降雨量,将监测结果进行数理统计分析处理,确定计算出每日降雨量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第四步的具体步骤为:
1)边坡岩土体降雨量入渗参数α、β的确定
根据往年有效降雨量与地下水位的统计资料,分别以日监测地下水位深度为纵坐标,以对应的有效降雨量为横坐标,运用最小二乘法建立对应的定量相关关系,并对其进行回归性分析,获得二者的线性回归系数,α即为回归直线斜率,β即为回归直线截距;对于区域性滑坡,α、β的值也可用工程地质类比法得到;
2)滑坡启动有效降雨量阈值的确定
设雨季来临之前,边坡初始地下水位一般趋近于零,即初始地下水位埋深h0=H,由此确定滑坡启动有效降雨量阈值为Xacr=[(H-hcr)-β]/α (20)式中:Xacr-有效降雨量阈值;H-坡体垂直埋深;hcr-地下水位埋深临界值;α,β-岩土体性质参数,其中α>0。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第五步的具体步骤为:将雨季开始后一个连续降雨且日降雨强度相同的降雨事件定义为一个降雨过程,且设第i个降雨过程的降雨持续日数为pi,相邻两个降雨过程之间的降雨间歇日数为si,共经历n个降雨过程;令 表示监测日数,并令 表示间歇过程si-k初始至降雨过程pn末的降雨监测日数,计算降雨监测初始至第Dn日的有效降雨量值式中: -降雨监测初始至第Dn日的有效降雨量; -第i个降雨过程的日平均降雨量;pi-第i个降雨过程的降雨持续日数;si-第i个间歇过程的间歇日数;Ki-第i个降雨过程的边坡蓄水量递减系数,在0.7~0.85间取值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,Ki的具体取值原则为:按照降雨过程的日平均降雨量取值:小雨,K=0.85;中雨,K=0.82;大雨,K=0.79;暴雨,K=0.76;大暴雨,K=
0.73;特大暴雨,K=0.70。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第六步的具体步骤为:根据式(20)及式(22.c),对边坡稳定性进行如下评价:①当 时,表明边坡进入整体滑移阶段,此时应对边坡稳定性及时预警;
②当 时,表明边坡在第Dn日不会失稳,第Dn+1日的临界启动降雨量为:
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第七步的具体步骤为:根据前期日降雨量数据对边坡失稳时间m进行预测,假设边坡在第Dn日之后的第m日失稳,各降雨过程取其日降雨量均值 预警过程即第Dn日至第m日的日降雨量取第n个降雨过程的日降雨量均值 令 在足够的降雨日数下的有效降雨量最大值为
式中:Xammax-监测初始至第m日的有效降雨量最大值;
此时根据式(20)、(25)判断边坡稳定性状态:①若Xacr≤Xammax,则表明边坡在该降雨强度下,经历一定天数后将失稳,此时各个降雨过程的边坡蓄水量递减系数取平均值,则历经日数由式(27)得到式中: -各降雨过程的边坡蓄水量递减系数平均值;
m取大于其值的最小整数;若边坡在持续该雨强条件下,达到m日前,应及时发出预警;
②若Xacr>Xammax,则表明若持续以该降雨强度,边坡失稳的概率较小。