齊 信, 劉廣寧， 黃波林， 王世昌， 黃長(zhǎng)生

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心, 湖北 武漢 430205)

降雨入滲作用下秭歸向斜核部南段斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

齊 信, 劉廣寧， 黃波林， 王世昌， 黃長(zhǎng)生

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心, 湖北 武漢 430205)

[目的] 開展降雨條件下湖北省秭歸縣向斜核部斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究,為政府部門減災(zāi)防災(zāi)工程提供科學(xué)支持,為滑坡災(zāi)害的預(yù)測(cè)和管理提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 以耦合了地下水動(dòng)力學(xué)的TRIGRS無限斜坡穩(wěn)定性計(jì)算模型為基礎(chǔ),詳細(xì)介紹了斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)處理過程以及參數(shù)選取方法。[結(jié)果] 發(fā)生斜坡失穩(wěn)的區(qū)域多位于松散土體中等厚—較厚，地形坡度中等的區(qū)域,尤其是土層厚度在7—10 m，地形坡度在20°～30°范圍內(nèi)為斜坡失穩(wěn)高發(fā)區(qū)。[結(jié)論] 在土層厚度和地形地貌的雙重控制下,短歷時(shí)強(qiáng)降雨入滲作用導(dǎo)致孔隙水壓力增大,這些區(qū)域的斜坡土體極易發(fā)生滑動(dòng),為滑坡危險(xiǎn)性較高的多發(fā)區(qū)域。斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和滑坡實(shí)際分布吻合程度較高,在一定程度上反映出降雨誘發(fā)滑坡空間分布關(guān)系和分布規(guī)律。

TRIGRS模型; 斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià); 瞬態(tài)滲透模型; 秭歸向斜盆地

文獻(xiàn)參數(shù)： 齊信, 劉廣寧， 黃波林， 等.降雨入滲作用下秭歸向斜核部南段斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào)，2017,37(3)：97-101.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.03.017； Qi Xin, Liu Guangning, Huang Bolin, et al. Slope stability evaluation of southern section of Zigui syncline core under rainfall infiltration[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(3)：97-101.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.03.017

中國(guó)是世界上崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家之一，斜坡是地質(zhì)災(zāi)害孕育的載體。影響斜坡失穩(wěn)大體上分為內(nèi)在固有因素和外在誘發(fā)因素。內(nèi)在固有因素是斜坡自身發(fā)育的屬性，包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、物質(zhì)組成、斜坡結(jié)構(gòu)、土體類型、密實(shí)度、親水性等。外在誘發(fā)因素是指斜坡失穩(wěn)的誘發(fā)因素，包括地震、降雨、人類工程活動(dòng)等。其中，降雨是斜坡失穩(wěn)發(fā)生和發(fā)展的最重要因素之一[1]。降雨誘發(fā)的滑坡占滑坡總數(shù)的90%[2]。這是因?yàn)樵诮涤陾l件下，地表水下滲和地下水徑流導(dǎo)致地下水位上升，增大了斜坡巖土體飽和程度和孔隙水壓力，巖土體力學(xué)參數(shù)強(qiáng)度降低，當(dāng)斜坡巖土體的下滑力大于抗滑力時(shí)，就會(huì)引起斜坡土體失穩(wěn)。

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直重視研究斜坡失穩(wěn)與降雨的關(guān)系，以期找到合理的降雨型斜坡失穩(wěn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和防治措施。目前針對(duì)降雨誘發(fā)斜坡失穩(wěn)規(guī)律的研究主要分為兩個(gè)方面：一是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的半定量研究方法；二是基于水力物理模型的定量研究方法。前者針對(duì)降雨與滑坡發(fā)生的規(guī)律分析，多進(jìn)行易發(fā)性、危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)性和降雨閥值的研究[2]。后者多在無限斜坡穩(wěn)定性計(jì)算模型的基礎(chǔ)之上，充分考慮降雨入滲及地下水變化對(duì)斜坡穩(wěn)定性的影響。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出多種降雨入滲誘發(fā)斜坡失穩(wěn)的物理模型。如：Dietrich[3]的SHALSTAB模型，Pack[4]建立了SINMAP模型，Baum的TRIGRS模型[5-6]，Tarolli等[7]提出QD-SLaM模型，蘭恒星等[8]提出的改進(jìn)SINMAP模型。

降雨入滲作用下建立的物理模型是評(píng)價(jià)降雨誘發(fā)斜坡失穩(wěn)最有效的方法，但是，由于每種物理模型都有一定的邊界條件下提出的，因此每種模型都有一定的適用條件和適用范圍。本文的研究區(qū)位于三峽地區(qū)秭歸向斜盆地，秭歸向斜盆地兩翼地層均呈順向坡特征，類似于無限斜坡模型，且順層斜坡上發(fā)育較厚強(qiáng)風(fēng)化層、崩坡積層、滑坡堆積層、殘坡積層等巖土體，在降雨、滲流作用下，松散巖土體極易沿著斜坡面發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)造成災(zāi)害。TRIGRS模型是耦合了地下水動(dòng)力學(xué)的無限斜坡穩(wěn)定性計(jì)算模型，等同于降雨持續(xù)作用下，滑坡土體沿著滑動(dòng)面滑動(dòng)，因此，該區(qū)評(píng)價(jià)方法適宜于利用瞬態(tài)降雨入滲斜坡穩(wěn)定性計(jì)算TRIGRS模型。本文擬以三峽地區(qū)秭歸向斜核部的歸州河干流為例，開展降雨條件下秭歸向斜核部斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究，以期為政府部門減災(zāi)防災(zāi)工程提供科學(xué)支持，為滑坡災(zāi)害的預(yù)測(cè)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 TRIGRS計(jì)算模型

(1)

式中：Fs——安全系數(shù)；γs——土的容重(kN/m3)；γw——地下水的容重(kN/m3)；c′——有效黏聚力(kPa)；ψ′——有效內(nèi)摩擦角(°)。

短歷時(shí)強(qiáng)降雨過程中，地表水下滲和地下水徑流導(dǎo)致地下水位上升，松散土體力學(xué)參數(shù)強(qiáng)度降低，地下水壓力水頭發(fā)生變化，淺表層土體達(dá)到近飽和狀態(tài)，在此采用有透水邊界的水文模型進(jìn)行計(jì)算(公式2)。

(2)

式中：Z——朝下的縱向方向坐標(biāo)，Z=z/cosδ； δ——坡角(°)； z——垂直坡面向下的方向地表以下厚度(m)； InZ——第n個(gè)時(shí)間內(nèi)給定的表面通量的強(qiáng)度，D1=D0/cos2δ； D0——飽和水力擴(kuò)散系數(shù)(m2/s)； ψ——地下水壓力水頭； t——時(shí)間(s)； tn——指第n個(gè)降雨強(qiáng)度階段對(duì)應(yīng)的時(shí)間； N——時(shí)間段的總數(shù)目； d——穩(wěn)態(tài)的地下水深度(m)；β=cos2δ-(IZLT/Ks)； IZLT——初始表面通量； Ks——垂向飽和滲透系數(shù)(m/s)； H(t-tn)——Heaviside階梯函數(shù)；ierfc(η)——高斯補(bǔ)誤差函數(shù)一次積分值，定義為：

(3)

2 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)參數(shù)

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于三峽地區(qū)秭歸向斜盆地核部，屬于長(zhǎng)江一級(jí)支流歸州河流域。秭歸向斜盆地形成始于晚三疊世，秭歸向斜構(gòu)成秭歸盆地的主體褶皺。主要出露中生代侏羅紀(jì)地層，發(fā)育良好，分布廣泛，構(gòu)成秭歸盆地的主體部分。斜坡評(píng)價(jià)區(qū)縱長(zhǎng)約8.9km，橫寬約4km，總面積為35.60km2。按照10m×10m的柵格大小劃分為890行，400列，總共356 000個(gè)柵格。

2.2 計(jì)算數(shù)據(jù)及主要參數(shù)

TRIGRS評(píng)價(jià)模型涉及的參數(shù)比較多，包括地形地貌、海拔高度、地形坡度、土層厚度、降雨參數(shù)、巖土力學(xué)參數(shù)及水文參數(shù)。

展望未來，盡管由特朗普政府在全球挑起的貿(mào)易摩擦對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生的各方面影響尚需時(shí)日才可體現(xiàn)，但考慮到其國(guó)內(nèi)大規(guī)模減稅政策的推行，美國(guó)經(jīng)濟(jì)短期內(nèi)仍可能維持一個(gè)較高的增速。據(jù)此，課題組假定美國(guó)今明兩年經(jīng)濟(jì)增速為2.9%和2.8%，略高于IMF預(yù)測(cè)值；而歐元區(qū)方面，貿(mào)易沖突波及歐元區(qū)、英國(guó)“硬脫歐”風(fēng)險(xiǎn)猶存、意大利民粹政府的激進(jìn)預(yù)算案加劇了債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，諸多因素令歐元區(qū)增長(zhǎng)前景蒙上不確定性。據(jù)此，課題組假定歐元區(qū)今明兩年經(jīng)濟(jì)增速為2.2%和1.7%，略低于IMF預(yù)測(cè)值。

2.2.1 海拔高度 海拔高度是斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)重要因子，也是地下水和降雨徑流路徑的決定因子。應(yīng)用1∶5萬地形圖數(shù)據(jù)在ARCGIS生成數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)，即可得到海拔高度數(shù)據(jù)。該區(qū)海拔高度范圍為0～877.5m，最高峰位于歸州河與長(zhǎng)江交叉口西部。

2.2.2 地形坡度 地形坡度是斜坡穩(wěn)定性的重要影響因子之一，一般地形坡度越大，越不利于斜坡的穩(wěn)定。但是如果坡度太大，比如大于50°，斜坡因土層太薄而幾乎不會(huì)有滑坡發(fā)生；如果坡度小于10°，斜坡土體因坡度太小而重力驅(qū)動(dòng)力不足而很少發(fā)生滑動(dòng)[9]。一般認(rèn)為地形坡度在20°～45°較為適宜。地形坡度提取于數(shù)字高程模型(DEM)。研究區(qū)地形坡度值范圍為0°～88.7°。研究區(qū)南西和北東部位地形坡度較陡，平均坡度大于60°。

2.2.3 斜坡土層厚度 斜坡土層厚度為斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的物質(zhì)基礎(chǔ)，TRIGRS模型的本質(zhì)就是判斷斜坡土體的穩(wěn)定性。研究區(qū)出露土體主要為崩坡積、滑坡堆積、殘坡積等碎石土體。通過槽探、收集鉆孔數(shù)據(jù)、土體剖面露頭、野外調(diào)查等手段采集土體厚度數(shù)據(jù)400余點(diǎn)，采用克里金(kriging)插值法對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插，得出斜坡土體厚度分區(qū)圖。研究區(qū)內(nèi)土體厚度范圍為0.1～12.9m，多分布于歸州河兩岸緩傾角斜坡坡體上。

2.2.4 降雨參數(shù) 降雨是誘發(fā)斜坡失穩(wěn)的一個(gè)十分重要的觸發(fā)因素和動(dòng)力來源[10]，因此是斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的重要因子。2014年9月2日秭歸發(fā)生一起強(qiáng)降雨事件，此次強(qiáng)降雨誘發(fā)大量的滑坡發(fā)生。因此，本次采用該次平均強(qiáng)降雨參數(shù)計(jì)算該區(qū)的斜坡穩(wěn)定性。根據(jù)降雨觀測(cè)資料，2014年9月2日降雨量達(dá)到96.5mm。

2.2.5 巖土力學(xué)和水文參數(shù) 由于研究區(qū)較大，包含不同的巖土體類型及地形地貌環(huán)境，為簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理難度，采用歸并處理程序，總體將研究區(qū)劃分成2個(gè)區(qū)域，分別為：分區(qū)1—崩塌、滑坡堆積區(qū)；分區(qū)2—基巖上覆殘坡積區(qū)，基巖全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化區(qū)。模型所涉及的主要巖土力學(xué)參數(shù)和水文參數(shù)包括黏聚力(c)、內(nèi)摩擦角(ψ)、容重(γs)、水力擴(kuò)散系數(shù)(D0)，飽和土體滲透系數(shù)(Ks)等。巖土力學(xué)參數(shù)和水文參數(shù)的獲?。和ㄟ^室內(nèi)試驗(yàn)，采用非飽和土水動(dòng)力學(xué)參數(shù)取值的經(jīng)驗(yàn)公式〔公式(3)和公式(4)〕[11-14]，并結(jié)合前人在該地區(qū)的試驗(yàn)研究獲得。研究區(qū)的巖土體力學(xué)和水文主要參數(shù)如表1所示。

D0=200Ks

(4)

IZLT=0.01Ks

(5)

表1 研究區(qū)巖土力學(xué)和水文參數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過上述數(shù)據(jù)處理以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置，即可開始斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。首先，建立dem.asc，slope.asc，zmax.asc，zones.asc等柵格ASC數(shù)據(jù)文件；其次，根據(jù)表1參數(shù)，修改tr_in.txt文件中相對(duì)應(yīng)參數(shù)值；最后，運(yùn)行TRIGRS模擬計(jì)算模塊，即完成斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作。TRIGRS 模型只對(duì)每個(gè)柵格單元體單獨(dú)進(jìn)行穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算，未考慮各柵格單元體之間力的作用，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小。但是，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)而言，較保守的評(píng)價(jià)是可以接受的。為了更好的表達(dá)降雨不同階段斜坡失穩(wěn)與降雨持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，按照平均降雨量，分別進(jìn)行1，6，12，24 h 4個(gè)時(shí)間階段斜坡失穩(wěn)個(gè)數(shù)對(duì)比分析。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，1 h后，有882個(gè)柵格單元穩(wěn)定系數(shù)小于1，發(fā)生失穩(wěn)的柵格數(shù)量占總體柵格數(shù)量的0.25%；6 h后，1 036個(gè)柵格單元穩(wěn)定系數(shù)小于1，發(fā)生失穩(wěn)的柵格數(shù)量占總體柵格數(shù)量的0.29%；12 h后，1 356個(gè)柵格單元穩(wěn)定系數(shù)小于1，發(fā)生失穩(wěn)的柵格數(shù)量占總體柵格數(shù)量的0.38%；24 h后，1 682個(gè)柵格單元穩(wěn)定系數(shù)小于1，發(fā)生失穩(wěn)的柵格數(shù)量占總體柵格數(shù)量的0.47%。計(jì)算結(jié)果表明： ① 降雨1 h后，不穩(wěn)定柵格單元失穩(wěn)個(gè)數(shù)最多，這是因?yàn)樵诮涤瓿跗?，潛在不穩(wěn)定或欠穩(wěn)定斜坡極易在降雨作用下失穩(wěn)，而隨著時(shí)間的持續(xù)，潛在不穩(wěn)定或欠穩(wěn)定斜坡個(gè)數(shù)減少，失穩(wěn)增量速率會(huì)隨之不斷降低； ② 隨著降雨時(shí)間的持續(xù)，不穩(wěn)定斜坡土體單元總量不斷增多，24 h后不穩(wěn)定斜坡單元數(shù)量是1 h后不穩(wěn)定斜坡單元數(shù)量的近2倍，且柵格單元個(gè)數(shù)(N)與降雨時(shí)間(T)呈指數(shù)關(guān)系(圖1)，相關(guān)性指數(shù)為0.991 6，具有較好的相關(guān)性。

圖1 不同降雨階段不穩(wěn)定斜坡單元數(shù)量統(tǒng)計(jì)

3.2 斜坡穩(wěn)定性控制條件影響分析

地形坡度與土層厚度是斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)重要的參數(shù)，開展斜坡失穩(wěn)概率與地形坡度和土層厚度關(guān)系曲線圖對(duì)比顯示，發(fā)生斜坡失穩(wěn)的區(qū)域，多位于土體中等厚—較厚、地形坡度中等的區(qū)域。一般來說，土體是滑坡發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，研究區(qū)內(nèi)土層厚度在5—11 m范圍內(nèi)是滑坡發(fā)生的高易發(fā)區(qū)，尤其土層厚度在7—10 m范圍內(nèi)斜坡單元失穩(wěn)概率達(dá)到總數(shù)的88.2%(圖2)；地形坡度中等的區(qū)域是斜坡易于失穩(wěn)的區(qū)域，是因?yàn)榈匦纹露忍?，土體難于在斜坡上累積，斜坡因土層太薄而幾乎不會(huì)有滑坡發(fā)生。如果地形坡度太小，斜坡土體因坡度太小而重力驅(qū)動(dòng)力不足而很少發(fā)生滑動(dòng)，研究區(qū)內(nèi)地形坡度在15°～40°較為適宜，尤其是地形坡度在20°～30°范圍內(nèi)斜坡單元失穩(wěn)概率達(dá)到總數(shù)的81.3%(圖3)。因此，在土層厚度和地形地貌的雙重控制下，尤其是土層厚度在7—10 m、地形坡度在20°～30°范圍內(nèi)的斜坡土體極易發(fā)生滑動(dòng)，為危險(xiǎn)性較高區(qū)域。

圖2 土層厚度與斜坡單元失穩(wěn)概率

圖3 地形坡度與斜坡單元失穩(wěn)概率

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果驗(yàn)證

為了進(jìn)一步對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性進(jìn)行驗(yàn)證，搜集到該區(qū)2014年9月2日因強(qiáng)降雨誘發(fā)的滑坡分布。在9月2日降雨作用下，研究區(qū)內(nèi)共發(fā)生滑坡8處，滑坡分布總面積約0.46 km2。通過TRIGRS 模型穩(wěn)定性計(jì)算，24 h后，發(fā)生斜坡失穩(wěn)單元總面積為0.67 km2。開展滑坡分布與TRIGRS 斜坡穩(wěn)定性計(jì)算分區(qū)評(píng)價(jià)圖疊加分析，對(duì)比結(jié)果顯示：滑坡分布圖與斜坡失穩(wěn)危險(xiǎn)性較高區(qū)域具有較高重疊區(qū)，發(fā)生斜坡單元失穩(wěn)面積的71%均發(fā)生在8個(gè)滑坡范圍內(nèi)。針對(duì)該區(qū)8個(gè)滑坡，當(dāng)?shù)貒?guó)土局已經(jīng)建立滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警、群測(cè)群防體系，而分布于8個(gè)滑坡外易發(fā)生斜坡單元失穩(wěn)29%面積，是地方政府和國(guó)土部門下一步開展地質(zhì)災(zāi)害防治、監(jiān)測(cè)預(yù)警、群測(cè)群防體系的重點(diǎn)。因此，基于TRIGRS評(píng)價(jià)模型的方法適合于降雨誘發(fā)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，得出的斜坡穩(wěn)定性計(jì)算分區(qū)評(píng)價(jià)圖，在一定程度上反映研究區(qū)降雨誘發(fā)滑坡災(zāi)害空間分布關(guān)系和分布規(guī)律，為地方政府和國(guó)土部門的地質(zhì)災(zāi)害防治、監(jiān)測(cè)預(yù)警、群測(cè)群防體系建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 論

(1) 本研究采用瞬態(tài)降雨入滲斜坡穩(wěn)定性計(jì)算模型，以三峽地區(qū)秭歸向斜核部的歸州河干流為例，開展降雨條件下秭歸向斜核部土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究。應(yīng)用一種可考慮不同降雨強(qiáng)度的大區(qū)域性斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，該方法以柵格個(gè)體為評(píng)價(jià)計(jì)算單元，統(tǒng)計(jì)在一定降雨期內(nèi)各斜坡柵格單元體失穩(wěn)的概率，繼而獲得區(qū)域上淺層滑坡危險(xiǎn)性分區(qū)。

(2) 斜坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果顯示，發(fā)生斜坡失穩(wěn)的區(qū)域，多位于松散土體中厚—較厚，地形坡度中等的區(qū)域，在土層厚度和地形地貌的雙重控制下，土層厚度在7—10 m、地形坡度在20°～30°范圍內(nèi)的這些區(qū)域的斜坡土體極易發(fā)生滑動(dòng)，為危險(xiǎn)性較高區(qū)域。

(3) 本文計(jì)算所需要的巖土力學(xué)及水文參數(shù)是實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和前人研究成果而獲得，數(shù)據(jù)具有一定的代表性和可靠性。計(jì)算的分區(qū)評(píng)價(jià)圖與野外滑坡填圖對(duì)比分析，斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果和實(shí)際吻合程度較高，發(fā)生斜坡失穩(wěn)面積的71%均發(fā)生在降雨后災(zāi)害應(yīng)急填圖圈閉的8個(gè)滑坡范圍內(nèi)。

(4) 基于TRIGRS評(píng)價(jià)模型的方法適合于降雨誘發(fā)的淺層土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，得出的斜坡穩(wěn)定性計(jì)算分區(qū)評(píng)價(jià)圖，在一定程度上反映研究區(qū)的降雨誘發(fā)土質(zhì)滑坡災(zāi)害空間分布關(guān)系和分布規(guī)律，為地方政府和國(guó)土部門的地質(zhì)災(zāi)害防治、監(jiān)測(cè)預(yù)警、群測(cè)群防體系建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

[1] 黃潤(rùn)秋.20世紀(jì)以來中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007,26(3):433-455.

[2] 李媛,孟暉,董穎,等.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害類型及其特征:基于全國(guó)縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果分析[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),2004,15(2):29-31.

[3] Dietrich W E, Reiss R, Hsu M L, et al. Aprocess-based model for colluvial soil depth and shallow landsliding using digital elevation data[J]. Hydrological Processes, 1995,9(3/(4):383-400.

[4] Pack R T, Tarboton D G, Goodwin C N. The SINMAP approach to terrain stability mapping[C]∥8 th Congress of the International Association of Engineering Geology. Columbia: Vancouver, 1998.

[5] Baum R L, Savage W Z, Godt J W, et al. TRIGRS: A Fortran program for transient rainfallinfiltration and grid-based regional slope-stability analysis[R]. Colorado:US Department of the Interior and US Geological Survey, 2002.

[6] Baum R L, Savage W Z, Godt J W. TRIGRS: A Fortran program for transient rainfall infiltration and grid-based regional slope-stability analysis, version 2.0[R]. Colorado: US Department of theInterior and US Geological Survey, 2008.

[7] Tarolli P, Borga M, Chang K T, et al. Modelling shallow landsliding susceptibility by incorporating heavy rainfall statistical properties[J]. Geomorphology, 2011,133(3/4):199-211.

[8] 蘭恒星,伍法權(quán),周成虎,等.GIS支持下的降雨型滑坡危險(xiǎn)性空間分析預(yù)測(cè)[J].科學(xué)通報(bào),2003,48(5):507-512.

[9] Godt J W, Baum R L, Savage W Z, et al. Transient deterministic shallow landslide modeling: Requirements for susceptibility and hazard assessments in a GIS framework[J]. Engineering Geology, 2008,102:214-226.

[10] 李秀珍,何思明,王震宇,等.降雨入滲誘發(fā)斜坡失穩(wěn)的物理模型適用性分析[J].災(zāi)害學(xué),2015,30(1):34-38.

[11] 張桂榮,程偉.降雨及庫(kù)水位聯(lián)合作用下秭歸八字門滑坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)[J].巖土力學(xué),2011,32(S1):476-482.

[12] 陳崇希,林敏,成建梅.地下水動(dòng)力學(xué)[M].5版.北京:地質(zhì)出版社,2011:100-110.

[13] Liu Chianan, Wu Chiachen. Mapping susceptibility of rainfall-triggered shallow landslides using a probabilistic approach[J]. Environ Geology, 2008,55(4):907-915.

[14] Salciarini D, Godt J W, Savage W Z, et al. Modeling landslide recurrence in Seattle, Washington, USA[J]. Engineering Geology, 2008,102(3):227-237.

Slope Stability Evaluation of Southern Section of Zigui Syncline Core Under Rainfall Infiltration

QI Xin, LIU Guangning, HUANG Bolin, WANG Shichang, HUANG Changsheng

(WuhanGeologicalSurveyCenter,ChinaGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430205,China)

[Objective] The main stream of synclinal basin core in Zigui County of Hubei Province was selected as an case study area, and the slope stability evaluation under transient rainfall infiltration was carried out to provided scientific support for disaster prevention and mitigation projects of government departments, and to provide scientific basis for landslide hazard prediction and management. [Methods] Based on TRIGRS infinite slope stability calculation model coupled with groundwater dynamics, the data processing procedure and parameter selection methods of the slope stability evaluation tool was introduced in detail. [Results] Slope instability mainly located in the region with loose soil having medium thick or thicker layer, and medium slope, especially in the region having soil thickness of 7 to 10 m, and terrain slope ranged 20° to 30°, where were high incidence areas of slope instability. [Conclusion] Under the synergic effects of soil layer thickness and topography, short-duration but heavy rainfall can lead to the increase of pore-water pressure, where slope sliding happen easily, which was determined as landslide high risk area. The slope stability evaluation results were in good agreement with the actual distribution of landslides, and it can reflect the spatial distribution of rainfall-induced landslides to some extent.

TRIGRS model; slope stability evaluation; transient infiltration model; Zigui synclinal basin

2017-02-07

2017-03-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于水波動(dòng)力學(xué)的水庫(kù)崩塌滑坡涌浪研究”(41372321); 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局災(zāi)害預(yù)警項(xiàng)目(12120114079301); 水工環(huán)調(diào)查項(xiàng)目(DD20160257)

齊信(1983—),男(漢族),河南省永城市,碩士,工程師,主要從事災(zāi)害地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的調(diào)查與研究工作。E-mail:qx_cdut@126.com。

A

1000-288X(2017)03-0097-05

P642.22