Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích quá trình biến dạng của mô hình dốc đất trong quá trình thấm nước sử dụng BOTDA
Tóm tắt
Thấm nước mưa có thể là nguyên nhân chính dẫn đến sự cố trượt đất. Trong bài báo này, một mô hình dốc đất trong nhà đã được xây dựng; một sợi cảm biến phân tán được thiết kế dựa trên phân tích thời gian quang học Brillouin (BOTDA). Hai đầu dò độ ẩm đất đã được cắm vào và một thử nghiệm thấm nước mưa đã được mô phỏng để thu thập dữ liệu về quá trình thấm và biến dạng của dốc đất dưới tác động của nước mưa. Hàm lượng nước thể tích theo miền thời gian của dốc được theo dõi cùng với sự thay đổi biến dạng theo phương thẳng đứng và ngang. Kết quả đo độ ẩm cho thấy đường đi của nước thấm và có sự gia tăng rõ rệt tại bề mặt trượt của dốc. Kết quả từ sợi quang cho thấy có sự tập trung biến dạng rõ ràng gần khu vực cắt trượt của dốc và vùng chuyển tiếp biến dạng; quy luật biến dạng đất có mối quan hệ không gian gần gũi với đường thấm nước trong đất. Ngoài việc xác định chính xác bề mặt trượt, một bề mặt cắt thứ cấp cũng đã được phát hiện bởi hệ thống BOTDA. Những kết quả này cung cấp thông tin quý giá liên quan đến cơ chế trượt và dự đoán sự cố trượt đất.
Từ khóa
#thấm nước #biến dạng đất #dốc đất #Brillouin #BOTDA #mô hình thí nghiệm #cơ chế trượtTài liệu tham khảo
Alcántara-Ayala I, López-García J, Garnica RJ (2012) On the landslide event in 2010 in the Monarch Butterfly Biosphere Reserve, Angangueo, Michoacán, Mexico. Landslides 9(2):263–273
Aleotti P, Chowdhury R (1999) Landslide hazard assessment: summary review and new perspective. Bull Eng Geol Environ 58(1):21–44
Alvioli M, Guzzetti F, Rossi M (2014) Scaling properties of rainfall induced landslides predicted by a physically based model. Geomorphology 213:38–47
Au SWC (1998) Rain-induced slope instability in Hong-Kong. Eng Geol 51:1–36
Bai SB, Wang J, Thiebes B, Cheng C, Yang YP (2014) Analysis of the relationship of landslide occurrence with rainfall: a case study of Wudu County, China. Arab J Geosci 7:1277–1285
Bao X, Dhliwayo J, Heron N, Webb DJ, Jackson DA (1995) Experimental and theoretical studies on a distributed temperature sensor based on Brillouin scattering. J Lightwave Tech 13(7):1340–1348
Brand EW, Premchitt J, Phillipson HB (1984) Relationship between rainfall and landslides in Hong Kong. In: Canadian Geotechnical Society (ed.) Proceeding of 4th international symposium on landslides. 1:377–384
Cai F, Ugai K (2004) Numerical analysis of rainfall effects on slope stability. Int J Geomech 4:69–78
Canuti P, Focardi P, Garzonio CA (1985) Correlation between rainfall and landslides. Bull Eng Geol Environ 32(1):49–54
Chen HX, Wang JD (2014) Regression analyses for the minimum intensity-duration conditions of continuous rainfall for mudflows triggering in Yan’an, northern Shaanxi (China). Bull Eng Geol Environ 73(4):917–928
Chen KT, Kuo YS, Shieh CL (2014) Rapid geometry analysis for earthquake-induced and rainfall-induced landslide dams in Taiwan. J Mt Sci 11(2):360–370
Collins BD, Znidarcic D (2004) Stability analyses of rainfall induced landslides. J Geotech Geoenviron Engi 130(4):362–372
Conte E, Silvestri F, Troncone A (2010) Stability analysis of slopes in soils with strain-softening behavior. Comput Geotech 37:710–722
Crosta G (1998) Regionalization of rainfall thresholds: an aid to landslide hazard evaluation. Eng Geol 35(2–3):131–145
Duncan JM (1996) State of the art: limit equilibrium and finite-element analysis of slopes. Geotech Eng 122:577–596
Finlay PJ, Fell R, Maguire PK (1997) The relationship between the probability of landslide occurrence and rainfall. Can Geotech J 34(6):811–824
Gasmo JM, Rahardjo H, Leong EC (2000) Infiltration effects on stability of a residual soil slope. Comput Geotech 26:145–165
Huang CC, Lo CL, Jang JS (2008) Internal soil moisture response to rainfall-induced slope failures and debris discharge. Eng Geol 101(3):134–145
Huang AB, Lee JT, Ho YT, Chiu YF, Cheng SY (2012) Stability monitoring of rainfall-induced deep landslides through pore pressure profile measurement. Soils Found 52(4):737–747
Iverson RM (2000) Landslide triggering by rain infiltration. Water Resour Res 36(7):1897–1910
Iverson RM, Major JJ (1986) Groundwater seepage vectors and the potential for hillslope failure and debris flow mobilization. Water Resour Res 22(11):1543–1548
Li AG, Tham LG, Yue ZQ, Lee CF, Law KT (2005) Comparison of field and laboratory soil–water characteristic curves. J Geotech Geoenviron Eng 131(9):1176–1179
Lumb P (1975) Slope failures in Hong Kong. Q J Eng Geol Hydroge 8(1):31–65
Malet JP, Maquaire O, Calais E (2002) The use of global positioning system techniques for the continuous monitoring of landslides: application to super-sauze earthflow (Alpes-de-Haute-Province, France). Geomorphology 43(1–2):33–54
Matsuura S, Asano S, Okamoto T (2003) Characteristics of the displacement of a landslide with shallow sliding surface in a heavy snow district of Japan. Eng Geol 69(1–2):15–35
Ng CWW, Pang YW (2000) Influence of stress state on soil-water characteristics and slope stability. J Geotech Geoenviron Eng 126(2):157–166
Ng CWW, Shi Q (1998) A numerical investigation of the stability of unsaturated soil slopes subjected to transient seepage. Comput Geotech 22:1–28
Okada K, Sugiyama T, Muraishi H, Noguchi T, Samizo M (1994) Statistical risk estimating method for rainfall on surface collapse of a cut slope. Soils Found 34:49–58
Pradel D, Raad G (1993) Effect of permeability on surficial stability of homogeneous slopes. J Geotech Eng 119:315–332
Ranalli M, Medina-Cetina Z, ASCE SM, Gottardi G, Nadim F (2014) Probabilistic calibration of a dynamic model for predicting rainfall-controlled landslides. J Geotech Geoenviron Eng 140:04013039
Rianna G, Pagano L, Urciuoli G (2014) Rainfall patterns triggering shallow flowslides in pyroclastic soils. Eng Geol 174:22–35
Shi B, Zhang D, and Wang BJ (2007) Distributed optical fiber monitoring technology of geological and geotechnical engineering and its development. J Eng Geol 15(S2):109–116 (in Chinese)
Sugiyama T, Okata K, Muraishi H, Noguchi T, Samizo M (1995) Statistical rainfall risk estimating method for a deep collapse of a cut slope. Soils Found 35(4):37–48
Suzuki H, Matsuo M (1988) Procedure of slope failure prediction during rainfall based on the back analysis of actual case records. Soils Found 28(3):51–63
Tan DJ, Han B, Li LL (2013) Study on the application of fbg technology in rainfall monitoring. Adv Mater Res 668:959–963
Tang HM, Li CD, Hu XL, Wang LQ, Criss R, Su AJ, Wu YP, Xiong CR (2015) Deformation response of the Huangtupo landslide to rainfall and the changing levels of the Three Gorges reservior. B Eng Geol Environ 74(3):933–942
Tohari A, Nishigaki M, Komatsu M (2007) Laboratory rainfall-induced slope failure with moisture content measurement. J Geotech Geoenviron Eng 133(5):575–587
Tsai TL, Yang JC (2006) Modeling of rainfall-triggered shallow landslide. Environ Geol 50:525–534
Tu XB, Kwong AKL, Dai FC (2009) Field monitoring of rainfall infiltration in A Loess slope and analysis of failure mechanism of rainfall-induced landslides. Eng Geol 105(1):134–150
Wang BJ, Li K, Shi B (2009) Test on application of distributed fiber optic sensing technique into soil slope monitoring. Landslide 6(1):61–68
Wang JJ, Liang Y, Zhang HP, Wu Y, Lin X (2013) A loess landslide induced by excavation and rainfall. Landslide 11:141–152
Zeni L, Picarelli L, Avolio B, Coscetta A, Papa R, Zeni G, Di Maio C, Vassallo R, Minardo A (2015) Brillouin optical time-domain analysis for geotechnical monitoring. J Rock Mech Geotech Eng 7(4):458–462
Zhang J, Huang HW, Zhang LM, Zhu HH, Shi B (2014) Probabilistic prediction of rainfall-induced slope failure using a mechanics based model. Eng Geol 168(1):129–140
Zhu HH, Shi B, Zhang J, Yan JF, Zhang CC (2014) Distributed fiber optic monitoring and stability analysis of a model slope under surcharge loading. J Mt Sci 11(4):979–989
Zhu HH, Yan Shi B, Zhang JF, Wang J (2015) Investigation of the evolutionary process of a reinforced model slope using a fiber-optic monitoring network. Eng Geol 186:34–43
Zhuang JQ, Peng JB (2014) A coupled slope cutting- a prolonged rainfall-induced loess landslide: a 17 October 2011 case study. Bull Eng Geol Environ 73(4):997–1011