重庆缙云山森林火灾干扰边坡的滑坡易发期预测

摘要：

为明确缙云山火灾后边坡的失稳机制并预测未来滑坡风险,该研究通过对火林地根-土体物理性质勘测和试验,借鉴森林砍伐与根系强度预测模型-SIDLE曲线模型预测了根系强度的衰减和恢复动态,并采用COMSOL模拟了未来 40a林地边坡在正常状态和极端降雨事件后的稳定性动态.结果表明:1)缙云山林缘边坡为约 1.5 m厚的砂质壤土-砂质泥岩双层土坡结构,上下层渗透性和土体强度差异悬殊;2)林缘边坡在自然状态下处于稳定状态,潜在滑动面位于深层(稳定系数FOS＞2);极端降雨条件下,潜在滑动面位于土层结构面上,该处易出现带状积水,正孔隙水压力约 10 kPa,极端降雨后无根系状态临界FOS为 1.13,根系固土状态下临界FOS为 1.32;3)火灾发生后对自然状态下边坡深层稳定性影响较小,而极端降雨后边坡浅层稳定性随火灾后的年动态呈现快速降低而后缓慢恢复的趋势,期间FOS谷值处便出现长达数年的浅层滑坡易发期.缙云山林缘边坡的失稳机制为降雨过程中土层界面处正孔隙水压力积累弱化了有效应力.结合文献已有灌木根系数据和本区植物根系固土特性和土层特征,保守估计该次火灾发生后 6～9 a为滑坡易发期,FOS为1.22～1.32,至少 18～24 a后才可完全恢复至火灾前的稳定条件.研究结果有助于了解区域浅层滑坡形成机制,为火后森林恢复和边坡风险评估提供初步参考.

关键词：边坡失稳、降雨、入渗、森林火灾、根系固土、流固耦合、边坡稳定

所属期刊栏目：39

分类号：S152.7(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金;北京林业大学热点追踪项目

在线出版日期：2023-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：131-141