期刊: Soils and Foundations

作者: Yu Huang, Zhengying He

工作单位: 同济大学

韧性的概念已在多种系统中广泛研究，以评估和降低动态环境中的风险。然而，对于人工设计和自然形成的坡面系统，普遍适用的雨水韧性设计标准却很少被考虑。本研究提出了一种新颖的方法，以在降雨条件下实施坡面系统的雨水韧性设计。这种方法结合了韧性设计理念和坡面系统在降雨条件下的稳定性分析。稳定性分析通过结合饱和–非饱和渗流分析和Morgenstern–Price方法来解决。提出了一种以设计为导向的韧性标准，包括吸收和恢复措施，以使坡面系统的设计更加合理。本文展示了中国东南沿海地区坡面系统的雨水韧性设计的示例案例。考虑了地质材料性质的空间变异性，以识别恢复策略的关键时间点。分析了八种恢复策略的韧性特征，包括吸收能力、恢复能力和恢复时间，以增强坡面系统的韧性。将传统设计标准纳入比较，以验证所提出的雨水韧性设计方法的有效性。雨水韧性设计可以为中国东南沿海地区的滑坡减缓提供重要支持。

图1 人工干预的边坡系统恢复过程

图2 恢复力随损伤和恢复的变化图

图3 边坡系统的降雨-弹性设计流程图

图4 2019年3月和7月两次滑坡发生前后的地质剖面图

图5 2019年3月和7月两次滑坡前后边坡系统的降雨弹性设计流程图示意地质剖面，分别为花岗岩残积土性质空间变异性的随机场的一种实现：( a )粘聚力( kPa )；( b )摩擦角(°)

图6 不同降雨强度下自然边坡系统性能演化：

图7 通过MCS得到70 mm / h雨强下边坡系统的性能演化：

图8 四种不同的加固措施

本文提出了一种用于实施雨水抗韧性设计的新颖方法论。该方法融合了抗韧性设计理念和斜坡系统在降雨下的稳定性分析。稳定性分析是通过结合饱和-不饱和渗流分析和Morgenstern-Price方法来解决的。提出了一种面向设计的抗韧性准则，包括吸收和恢复措施，用于斜坡系统的可靠设计。给出了东南中国沿海地区斜坡系统雨水抗韧性设计的说明性案例，考虑了地质材料属性的空间变异性以确定恢复策略的关键时间点。分析了包含吸收能力、恢复能力和八种恢复策略恢复时间的抗韧性特征，以增强斜坡系统的抗韧性。为了验证所提出的雨水抗韧性设计方法的有效性，考虑了传统的设计标准。得出以下结论：

1. 与传统设计方法(关注加固的最终效果或斜坡系统的鲁棒性)相比,所提出的雨水韧性设计不仅包括传统标准,还考虑了整个恢复过程的恢复能力和时间。因此,雨水韧性设计方法可以实现更全面和准确的设计,以减轻山体滑坡风险。

Yu Huang, Zhengying He,Rainfall-oriented resilient design for slope system: Resilience-enhancing strategies,Soils and Foundations,Volume 63, Issue 2,2023,101297,ISSN 0038-0806