论文摘要
我国东南沿海地区山地丘陵发育,约占该地区总面积的75%,该地区气候温暖湿润,雨量充沛,岩石物理风化作用强烈,斜坡表面多被残积土,强风化岩石所覆盖,结构疏松,裂隙发育,在降雨条件下极易发生各种类型的地质灾害,其中以残破积层、全风化岩层组成的浅层土质滑坡为主（约占滑坡总数的80%以上）,据统计,近年来有约90%的残坡积土质滑坡发生在5-9月的春雨、梅雨、台风雨期,特别是台风暴雨期间。每年该地区由于降雨诱发的土质滑坡都给公众生命财产带来巨大的损失,如何依据降雨信息对于该地区的土质滑坡灾害进行预警预报便成为了一个亟待解决的问题,因此,建立适用于东南沿海地区降雨诱发的土质滑坡的预警预报系统具有重要的学术价值及现实意义。本文依托于“十一五”国家科技支撑计划“山区村镇地质灾害与工程防治技术研发”（课题编号：2006BAJ06B02）的子课题“土质滑坡的预警预报体系及地质灾害防治技术集成”,主要采用资料收集、现场调查、数值模拟等方法,研究了降雨条件下的土质边坡破坏机理以及稳定评价方法,提出了东南沿海地区降雨诱发型滑坡的降雨量临界值,并据此建立了适用于该地区土质滑坡的预警预报系统。本文所做的主要工作及成果如下：（1）根据相关勘察数据及资料,概化得到了东南沿海地区的浅层残坡积土滑坡的地质剖面及岩土层性质,然后采用有限元渗流模拟程序Seep/W与边坡稳定分析程序Slope/W,对残坡积土层浅层滑坡的发生机理进行了分析和讨论,研究发现：东南沿海地区土质滑坡的潜在滑面多位于残坡积土层与风化岩层的交界面,在降雨条件下该交界面处会出现滞水现象；在持续降雨时,边坡的稳定安全系数与潜在滑面处的孔隙水压力变化具有非常好的对应关系,孔隙水压力升高时,安全系数降低；（2） Intensity-Duration曲线是目前国内外常用的降雨型滑坡预报的降雨量临界值曲线。本文提出了应用渗流有限元模拟和边坡极限平衡理论来确定Intensity-Duration曲线的方法,并且针对东南沿海地区由降雨诱发的浅层土质滑坡,使用程序Seep/W与Slope/W分析了边坡初始孔压分布、土体抗剪强度、饱和渗透系数、边坡坡角、残坡积土层厚度及降雨雨型等参数对Intensity-Duration曲线的影响规律。分析结果表明：边坡坡角、残坡积土层厚度等因素对Intensity-Duration曲线的影响显著；当雨强大于残坡积土层饱和渗透系数时,入渗量主要由渗透系数控制,边坡安全系数降至临界值所需降雨历时不随雨强增大而变化。基于I-D曲线的参数敏感性分析结果,以边坡坡角和残坡积土层厚度为指标对东南沿海地区的降雨型滑坡进行了危险性等级评价,然后针对不同危险性等级的降雨型滑坡,采用提出的理论计算的方法分别确定了其降雨临界值I-D曲线,并以此作为建立降雨型滑坡预警预报系统的基础。（3）基于退水过程理论,假设残坡积土层中的退水流量和该土层的蓄水量变化为线性关系,推导了前期有效降雨量计算式,并采用数值模拟方法确定了有效降雨量公式中的未知参数。基于前期有效降雨量计算式,并且假定不同降雨过程经入渗残留于边坡土体内部的水量随时间排出的过程是独立的,得到了前期有效降雨量模型。（4）基于土壤水分平衡理论和前期有效降雨量模型,提出了滑坡预警预报指标LWI （Landslide warning index）,将该指标与本文提出的适应于东南沿海地区的降雨临界值I-D曲线相结合,建立了以LWI值作为评价指标,能够对土层厚度和坡角等地质环境因素不同的降雨型滑坡进行针对性预警预报的系统。（5）以浙江省温州市永嘉县大了降村一滑坡隐患点为试验点,采集了2004年5-10月以及2010年3-10月的降雨量信息,对本文提出的适用于东南沿海地区的降雨型滑坡预警预报系统进行了实际应用,通过对得到的结果进行分析讨论,初步验证了本文提出的预警预报系统的有效性,可以应用于东南沿海地区的滑坡预警预报工作。