地下水对滑坡稳定性的影响_冯利

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科技论坛地下水对滑坡稳定性的影响
冯利
（黑龙江省第六地质勘察院，黑龙江哈尔滨150000）
引言
在各种边坡变形破坏的诸多影响因素中，地下水活动往往是许多滑坡发生的重要原因，也是最复杂和变化最频繁的影响因素，据统计，80%~90%的滑坡破坏与地下水有关。

地下水对滑坡作用形式是多样的。

1地下水对滑坡作用分类
1.1作用类型上的分类。

地下水对滑坡作用类型可以分为：物理作用、化学作用和力学作用。

地下水对滑坡岩土体的物理作用表现在润滑、软化和泥化作用以及结合水的强化作用。

滑带在地下水滑润作用下剪应力效应增强，滑体沿滑面产生剪切运动；岩土体泥化和软化作用主要表现在降低滑带产生剪切性能；对于包气带土体来说，土体处于非饱和状态，其中的地下水处于负压状态，为结合水；一旦空隙中的水超过吸附力和毛细力所能支持的量时，空隙中的水便以过路重力水的形式向下运动，便会导致土体性能弱化，随之，岩土体的力学强度降低。

化学作用主要是指地下水与岩土体之间的离子交换、溶解作用、水化作用、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用等作用。

地下水与岩土体之间的离子交换使得岩土体的结构改变，从而影响岩土体的力学性质。

水化作用是使岩土体的结构发生微观和宏观的改变，使岩土体内聚力减小。

溶解和溶蚀作用是具有侵蚀性的水对可溶岩的溶蚀作用，使岩体产生溶蚀裂隙和溶洞等。

水解作用不仅使地下水的PH值发生改变，还使岩土体物质发生改变，从而影响岩土体的力学性质。

地下水与岩土体之间发生的氧化还原作用，一方面改变着岩土体中的矿物组成，另一方面改变着地下水的化学组分及侵蚀性，从而影响岩土体的力学特征。

简而言之，一般来说，地下水对岩土体产生的各种化学作用大多是同时进行的，速度缓慢。

地下水对岩土体产生的化学作用主要是改变岩土体的矿物组成和结构性从而影响岩土体的力学性能，打破原有的力学平衡。

力学作用主要通过孔隙静水压力和孔隙动水压力作用对岩土体的力学性质产生影响。

前者赋存于裂隙岩体中，可使裂隙进一步产生扩容、变形，减小岩土体的有效应力从而降低岩土体的抗压强度；后者对岩土体产生切向的推力从而降低岩土体的抗剪强度。

地下水在松散土体、软弱夹层及破碎岩体中运动时，产生的动水压力可移动岩土体中的细粒物质，甚至将其携带到岩土体之外，产生潜蚀而使岩土体结构破坏；在岩体裂隙中的地下水对裂隙壁施加两种力，一是垂直于裂隙壁的孔隙静水压力，该力使裂隙产生垂向变形；二是平行于裂隙壁的动水压力，该力使裂隙产生切向变形。

1.2滑坡稳定性上的分类。

从滑坡稳定性来看，水与滑坡的作用可分为两类，一是减少抗滑阻力；二是增加下滑力。

当滑坡中局部土体达到饱和时，一方面饱和土体的强度因有效应力的降低而显著下降。

另一方面，滑坡体内自由水增多，饱和渗流产生，渗流强度显著增强，有时这种渗透力可能相当强大，极大地消弱滑坡的稳定性。

随着饱和土体水位的上升，滑坡稳定性将大幅下降。

2地下水对滑坡稳定性的影响
地下水对滑坡稳定性的影响很大，在滑坡的变形破坏中有着举足轻重的作用，常常是诱发滑坡失稳的主要原因。

地下水在滑坡的形成和发展中所起的作用表现在：
2.1地下水对滑坡岩土体物理力学性质的影响。

岩土体在地下水的长期作用下饱水软化、泥化，由于水的物理、化学作用，降低了土体颗粒间的摩阻系数及胶结能力，降低力学强度，特别是降低了坡体潜在滑动面抗剪强度，进而降低了坡体的抗滑力。

2.2静水压力。

地下水的存在必然对岩土体产生静水压力作用。

对于滑（边）坡而言，其主要作用形式包括以下三种。

1）岩土体的浮力，静水压力对岩土体骨架有浮力作用，从而减小了土粒之间的有效应力，当地下水位上升时，土体的有效应力降低，在稳定性计算时，可采用浮重度来考虑其力学效应。

2）岩体的浮托力，主要考虑岩土体滑坡底面的静水压力作用，其是一个呈梯形或三角形分布的面力，如图所示滑坡某条块的受力情况。

底面AB受梯形面力作用，应计算其总的浮托力，参与稳定性计算。

滑坡条块地下水力学状态
3）岩土体的侧面静水压力，主要考虑水压力在滑坡条块侧面形成的面力，如图中的AD、BC面以及滑坡后缘裂隙中的静水压力等，在滑坡稳定性评价时，分别计算各侧面面力的总荷载，参与稳定性验算。

2.3渗透力。

水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水头逐渐损失。

同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力，导致土体中的应力与变形发生变化。

这种渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力。

渗透力是导致滑坡失稳的一个重要因素。

地下水在滑体中渗流时，将对滑坡岩土体产生渗透压力，渗透压力使得滑坡体的下滑力增大，当渗透力较大时，就会引起滑坡的失稳破坏。

同时渗透压力将改变滑坡岩土体的结构，侵蚀掉易溶的胶结物和携带走一些细粒物质，促进土的潜蚀作用，使得滑坡岩土体发生变形破坏，降低滑坡体强度，特别是滑带土结构的破坏和强度的降低，从而降低滑坡稳定性。

因滑动面（或滑坡软弱带）为相对隔水层，地下水渗流多以滑面为其渗流下限，通过坡体渗流，然后在滑坡前缘呈湿地或泉水外泄，故滑动面（或滑坡软弱带）及其附近的岩（土）体受渗透压力的作用最强烈。

地下水在滑坡岩（土）体中的力学作用主要包括静水压力和动水压力两大方面。

在滑坡稳定性计算时，对于透水介质应考虑浮力和动水压力；对于隔水介质应考虑底滑面的浮托力和侧滑面的静水压力；对于复合型介质几种力学作用可能同时存在，应酌情考虑。

综上所述，地下水对滑坡稳定性的影响可归纳为两方面：
1）它消弱岩（土）体抗滑力，改变滑坡的力学性能，降低滑坡的强度，尤其是软弱结构面的抗剪强度；
2）它改变坡体的应力状态，增加水压力（包括动、静两部分）。

地下水对滑坡稳定性的作用力主要是指静水压力（浮力）和动水压力（渗透力）。

参考文献
[1]曹伯勋.地貌学及第四纪地质学[M].北京：中国地质大学出版社，
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[2]黄儒钦.水力学教程[M].成都：西南交通大学出版社，1998，3.
[3]王大纯，等.水文地质学基础[M].北京：地质出版社，1995，6.
摘要：在各种边坡变形破坏的诸多影响因素中，地下水活动往往是许多滑坡发生的重要原因。

水对滑坡稳定性的影响可归纳为两方面：一方面它消弱岩（土）体抗滑力，改变滑坡的力学性能，降低滑坡的强度，尤其是软弱结构面的抗剪强度；另一方面它改变坡体的应力状态，增加水压力（包括动、静两部分）。

地下水对滑坡稳定性的作用力主要是指静水压力（浮力）和动水压力（渗透力）。

关键词：地下水；滑坡；浮力；渗透
力。