一场降雨，究竟要多大才会让滑坡启动？

——从LS-RAPID研究看“临界孔压”与滑坡全过程

开篇：真正需要回答的，不只是“会不会滑”，而是“什么时候开始滑”

在降雨型滑坡分析中，一个常见问题是：当一场强降雨来临时，边坡到底会不会失稳？如果失稳，又会在什么时刻启动？启动以后会向哪里运动、影响多远？

传统稳定性分析往往更擅长回答“当前是否稳定”，例如给出一个安全系数。但对于快速滑坡而言，工程真正关心的往往是一个连续过程：降雨入渗与孔隙水压力升高 → 抗剪强度下降 → 局部破坏启动 → 滑体加速运动 → 最终堆积与影响范围。

一篇发表于《Progress in Landslide Research and Technology》的研究，给出了一个很有启发性的思路：利用 LS-RAPID，把“临界孔隙水压力”和“滑坡运动过程”放到同一个动力学框架中分析。论文不仅回顾了日本纪伊半岛和斯里兰卡 Aranayake 两个典型案例，还进一步尝试预测既有大型滑坡区域未来可能再次发生的大规模滑动。

01｜LS-RAPID到底在解决什么问题？

论文将LS-RAPID定义为一个能够模拟滑坡“启动与运动”的综合模型，可用于地震、降雨以及两者共同作用下的滑坡分析。论文总结了其三个主要用途：再现实际滑坡灾害、开展滑坡易发性评价，以及进行灾害危险性制图。

对于降雨诱发滑坡，论文把孔隙水压力比Ru作为重要触发参数。简单理解，Ru描述的是滑坡启动前孔隙水压力增长相对于法向应力的比例。当Ru达到某一个临界值后，滑体开始进入失稳和运动阶段。

因此，LS-RAPID关注的不只是“安全系数小于1了吗”，而是进一步追问：孔压需要增长到什么程度，滑坡才会真正启动？启动以后，滑体又会如何运动？

图1｜从地质解释、土体参数到 LS-RAPID，再到危险性制图

02｜关键参数：临界 Ru 为什么值得关注？

论文中的一个重要发现来自环剪试验。研究人员从日本Kuridaira和Akatani两个大型滑坡的滑动面附近取样，通过环剪试验模拟降雨过程中孔隙水压力持续增加的情况。

Kuridaira样品在孔隙水压力约340 kPa时发生破坏，对应Ru≈0.34；Akatani样品在约370kPa时发生破坏，对应Ru≈0.37。随后研究人员将试验得到的参数输入LS-RAPID，并通过模型校准，最终得到两个案例的临界 Ru 分别约为0.33和0.36。

这说明，实验室试验可以帮助建立“孔压增长—强度衰减—滑坡启动”之间的联系，而LS-RAPID则进一步把这一关系放到三维地形中，模拟滑体从启动到运动、堆积的全过程。

图2｜环剪试验揭示孔隙水压力升高与强度快速衰减的关系

03｜案例一：2011年日本纪伊半岛——从“失稳”走向“运动”

2011年9月，台风Talas给日本纪伊半岛带来极端降雨。论文介绍，局地累计降雨超过1800mm，并诱发3000多处滑坡，其中包括多处大型深层滑坡。Kuridaira和Akatani是研究重点案例。

在LS-RAPID模拟中，研究人员将Ru逐渐提高到临界值。当地基和滑面条件达到临界状态后，滑坡首先出现局部启动；随后由于底部支撑损失以及上部区域运动产生的动力作用，破坏向周边扩展；最终大量滑坡物质进入河谷并形成堆积，甚至堵塞河流。

这一过程非常值得工程界关注：滑坡不是一个简单的“稳定/不稳定”二元状态，而可能经历“局部启动—扩展—加速—远程运动—堆积”的连续演化过程。对于大型弃渣场、堆积体和潜在滑坡体，这种全过程信息往往比单一安全系数更接近灾害风险评价真正需要的数据。

图3｜LS-RAPID再现大型降雨型滑坡的启动、扩展与堆积过程

04｜案例二：2016年斯里兰卡 Aranayake——模拟结果与真实滑坡高度吻合

2016年5月，斯里兰卡Aranayake地区发生大型滑坡。灾前3天累计降雨达到446.5mm，强降雨使土体逐渐接近临界饱和状态。研究人员对现场不同位置的土样开展环剪试验，并发现不同土层的抗剪性能存在明显差异，其中低剪切强度材料更可能构成主要滑动面。

随后，研究人员将环剪试验得到的土体参数输入LS-RAPID，并根据降雨资料估计孔隙水压力变化。模拟结果在滑坡发生时间和运动路径方面与实际灾害较为接近。

这个案例体现了一个非常重要的工程思路：现场调查、土工试验、降雨/孔压信息与动力学模拟并不是相互独立的工作，而可以形成一条完整的数据链。

05｜从“复盘历史滑坡”走向“预测下一次滑坡”

论文更有价值的部分，是进一步提出：既有大型滑坡区域是否可能成为下一次大型滑坡的潜在发生区？

研究基于历史滑坡地貌分布，发现大型滑坡具有明显的历史继承性。论文引用的研究显示，在日本纪伊半岛2011年的54处大型滑坡中，超过60%与更早期滑坡发生重叠或相接。因此，历史滑坡并不意味着风险已经消失，原有滑坡体附近反而可能是识别未来潜在滑坡的重要线索。

在Aranayake区域，研究人员利用AW3D地形数据建立三维地形，再根据既有滑坡形态设置潜在滑面。论文采用椭球滑面方式描述潜在滑体，同时也讨论了平面滑面以及多滑块分区的处理方式。

图4｜利用 LS-RAPID 估计潜在大型滑坡的基本流程

06｜一个完整的潜在滑坡分析流程，可以这样理解

如果把论文中的方法提炼成工程语言，可以归纳为五个步骤：

1.第一步：识别历史滑坡与潜在滑坡区域。利用地形、遥感、航片或 UAV 数据识别既有滑坡地貌，为潜在滑体范围提供依据。

2.第二步：建立三维地形。论文以AW3D数据为例，最终采用10m网格数据进行LS-RAPID分析。

3.第三步：建立潜在滑面。根据历史滑坡形态和地形条件设置椭球滑面、平面滑面或多滑块组合。论文特别指出，潜在滑体尺寸具有不确定性，需要结合详细调查进一步确定。

4.第四步：确定土体参数和触发条件。参数可来自环剪试验，也可以在区域性危险性制图中采用估计值；降雨型滑坡则需要设置Ru时间序列。

5.第五步：计算临界Ru和运动范围。随着Ru增大，模型识别滑坡开始运动的临界点，并进一步给出潜在滑体的运动及堆积范围。

07｜为什么“临界Ru+运动距离”比单一稳定系数更有工程意义？

对于风险管理而言，“什么时候开始滑”和“滑了以后能到哪里”是两个不同的问题。临界Ru主要对应滑坡启动条件，而运动范围则进一步对应潜在影响范围。论文明确指出，这两类信息对于滑坡风险评价和灾害减灾都非常重要。

这也意味着，工程评价可以从传统的“是否失稳”进一步走向“失稳以后会发生什么”。对于大型堆积体、弃渣场、潜在滑坡体以及受强降雨影响的山区工程，这种从稳定性评价向全过程运动分析的转变尤其值得关注。

图5｜不同运动能力条件下的滑坡运动距离

08｜这项研究也提醒我们：模型不是“自动预测器”

论文在结论中明确指出了局限性。首先，研究把2016年Aranayake滑坡获得的土体参数应用到更大范围，这本身具有区域推广的不确定性；其次，潜在滑坡的尺寸主要依据研究经验确定。作者认为，要准确识别灾害风险，还需要进一步的数据采集。

因此，LS-RAPID的价值并不是替代地质调查、土工试验或水文分析，而是把这些数据进一步连接起来，形成从“触发条件”到“滑坡运动”的动力学分析。对于实际工程，更合理的理解是：数据质量决定模型可信度，模型则把分散的勘察和试验信息转化为可解释的灾害演化结果。

结语｜从“安全系数”走向“灾害全过程”

这篇论文最值得工程人员关注的，并不只是某一个Ru数值，而是它展示了一种新的分析视角：

降雨 → 孔隙水压力增长 → 临界状态 → 滑坡启动 → 滑体加速 → 运动路径 → 最终堆积。

在这个框架下，稳定性分析回答“是否可能失稳”，而动力学模拟进一步回答“何时启动、如何运动、影响多远”。这正是大型滑坡风险评价从静态安全判断走向全过程灾害模拟的重要一步。

对于未来的工程实践，一个值得进一步探索的方向，是将三维地质/地形建模、渗流分析、极限平衡稳定性分析与LS-RAPID动力学模拟连接起来，使“勘察—稳定性—触发条件—运动过程—影响范围”形成一条连续的技术链。

资料来源与公众号编辑说明

本文根据 Doan Huy Loi、Pham Van Tien、Khang Dang、Kyoji Sassa 等发表于《Progress in Landslide Research and Technology, Volume 3 Issue 2, 2024》的论文《LS-RAPID Estimation of the Critical Pore Pressure Able to Initiate (Activate) Landslides Within the Existing Large-Scale Landslides》提炼整理。原论文 DOI：10.1007/978-3-031-72736-8_19。