滑坡灾害在我国时有发生,会造成大量的人员伤亡和经济损失,其早已成为我国自然灾害的主要构成类型。降雨是引起边坡失稳诱发滑坡的主要因素。本文以陈家坡隧道出口边坡为研究对象,通过对边坡进行地质勘查,查明边坡的工程地质和水文地质条件,并对边坡当地降雨情况进行统计,建立不同雨型的暴雨、不同雨强的暴雨和长期持续性降雨三种降雨工况。采用Geo Studio软件对边坡在三种降雨工况下的稳定性变化过程进行数值模拟研究,探究降雨诱发边坡失稳的原因和内在机理,研究结果可为相关边坡的防护与治理工程提供借鉴。本文得出的研究结果主要为:(1)陈家坡隧道出口边坡地处湖北省宣恩县,地质构造为隐伏断层构造,自然坡度22～26°。边坡上覆盖层主要为碎石土,局部为粉质黏土,下伏基岩为粉砂岩。宣恩县属亚热带季风性山地湿润气候,年降雨量可达1361～1902mm。春夏季降雨连续集中、强度大、突发性强等是诱发滑坡的主要因素。边坡位于陈家坡隧道出口正上方,隧道开挖过程中,边坡前缘左侧向下发生滑动,在降雨及开挖的共同作用下形成6.27×10~4m~3大型已滑滑坡体与8.69×10~5m~3巨型不稳定斜坡体。已滑滑坡体和不稳定斜坡体不仅威胁到隧道的安全施工,也将直接威胁到高速公路后期的运营安全。(2)在降雨总量和降雨时间相同时,前峰型降雨因其降雨量主要集中在第1天,在降雨第1天时就有大量雨水入渗到边坡内部。大量雨水入渗导致边坡滑带和坡脚处的饱和区范围迅速增大,水平位移快速增加,坡脚处的剪应力大小和分布范围迅速增大,塑性区快速发展,边坡稳定性迅速下降,边坡在降雨第1天结束时便已经发生失稳破坏。而边坡在等强型、阶梯型、中峰型和后峰型四种雨型的降雨条件下虽然也发生了失稳破坏,但其破坏时间均晚于前峰型降雨。因此,就边坡破坏的时效性来说,前峰型降雨对边坡稳定性最不利。(3)当降雨时间相同且均为等强型降雨时,随着降雨强度的增大,入渗到边坡内部的雨水量更多,边坡滑带和坡脚处的饱和区范围越大,边坡水平位移也更大,坡脚处的剪应力大小和分布范围越大,塑性区发展更快,边坡越容易发生破坏。降雨结束时边坡在50mm/d、70mm/d和90mm/d雨强下的最小安全系数分别为1.023、0.952和0.887,并且在70mm/d和90mm/d雨强下边坡分别在降雨第36h和27h发生破坏。因此,降雨强度越大,边坡稳定性越差,边坡发生破坏所需要的时间越短。(4)在长期持续性降雨过程中,随着雨水入渗,边坡滑带和坡脚处的饱和区范围逐步增大,水平位移逐渐增加,坡脚处的剪应力大小和分布范围逐步增大,塑性区在滑带、坡脚和边坡表面的分布范围渐渐增多,边坡安全系数逐渐降低。在降雨后期,随着边坡开始向外排水,边坡安全系数降低速率逐渐变缓,随后趋于稳定。因此,在长期持续性降雨过程中,边坡稳定性持续降低,但降低速率逐渐变缓,直至趋于稳定。(5)在暴雨工况下,持续3天的暴雨足以使边坡发生失稳破坏。因此暴雨造成的边坡下滑力迅速增大、抗滑力迅速降低以及边坡前缘阻滑能力大幅削弱是边坡失稳破坏的主要原因,边坡的周界条件形成滑坡变形的空间条件。在长期持续性降雨工况下,边坡在降雨和其它不利因素的共同作用下才有可能完全发生失稳破坏。因此边坡的周界条件、长期持续性降雨的作用、边坡自身的地质构造以及高速公路施工及其隧道开挖的影响是边坡失稳破坏的主要原因。(6)对现场勘察结果和数值模拟结果进行综合分析,降雨诱发陈家坡隧道出口边坡失稳破坏的趋势为:1)降雨造成边坡下滑力不断增大,抗滑力不断减小,边坡稳定性不断下降;2)在边坡稳定性不断下降的过程中,边坡前缘土体会率先发生局部破坏;3)当边坡前缘土体的破坏程度达到一定规模后,边坡在自重及降雨的共同作用下发生整体失稳破坏。对边坡采用以抗滑桩支挡为主,封闭坡体裂缝和排水等为辅的措施进行加固,并对不稳定斜坡体进行监测。