降雨條件下邊坡滲流特性及穩(wěn)定性研究.pdf

1、降雨引起邊坡破壞的主要誘因之一，據(jù)統(tǒng)計邊坡的滑動多發(fā)生在強降雨或久雨之后，這不難發(fā)現(xiàn)，邊坡的滑動與降雨的入滲具有密切的關(guān)系。對降雨條件下邊坡的飽和-非飽和滲流場進行計算，并分析在飽和-非飽和滲流作用下穩(wěn)定性對降雨條件下邊坡穩(wěn)定性預(yù)測具有十分重要的指導(dǎo)意義。本文運用飽和-非飽和理論及降雨入滲理論對降雨條件下的邊坡滲流場特性進行全面的分析，得出了在降雨條件下孔隙水壓力、體積含水率、暫態(tài)飽和區(qū)的形成及變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)之上，將有限元與極限平衡

2、相結(jié)合的方法對邊坡的穩(wěn)定性進行了動態(tài)研究。本文重點研究的是降雨強度、降雨歷時這兩個因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，故主要從以下幾個方面著手開展了研究。
　　 (1)飽和非飽和滲流計算的方法研究。基于能量守恒定律及達西定律，推導(dǎo)了飽和-非飽和滲流微分方程。并結(jié)合基本滲流理論研究了暫態(tài)飽和-非飽和計算的定解條件。在此基礎(chǔ)上還根據(jù)實際算例建立了數(shù)值模擬計算模型。
　　 (2)巖體滲透參數(shù)研究。根據(jù)大量的研究可知，飽和滲透系數(shù)對降雨條件

3、下邊坡穩(wěn)定性具有十分密切的聯(lián)系。本文通過現(xiàn)場壓水試驗的方法對飽和滲透系數(shù)的取值進行了研究。通過多孔、多段次的試驗，以此較準確地對飽和滲透系數(shù)進行了確定。
　　 (3)降雨條件下邊坡瞬態(tài)滲流場滲流特性分析。本文運用二維有限元軟件對不同降雨強度、不同降雨歷時條件下的邊坡瞬態(tài)滲流場進行了計算。以此研究了降雨強度及降雨歷時對邊坡在降雨作用下的孔隙水壓力、體積含水率、暫態(tài)飽和區(qū)的變化規(guī)律。特別是對孔隙水壓力及體積含水率隨時間和空間的變化進

4、行了總結(jié)和歸納。研究結(jié)論認為：邊坡體內(nèi)孔隙水壓力、體積含水率、暫態(tài)飽和區(qū)的變化主要受到降雨強度、降雨歷時的共同影響。對降雨條件下分析邊坡的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
　　 (4)非飽和抗剪強度理論的闡述及邊坡穩(wěn)定性的計算。以邊坡瞬態(tài)分析所得滲流場為依據(jù)，對邊坡在降雨條件下的穩(wěn)定性進行分析。其中重點考慮了不同降雨強度、不同降雨歷時、不同滲透系數(shù)對邊坡穩(wěn)定性的影響及滑動面的變化情況。得出了在降雨強度及降雨歷時兩種情況下的邊坡安全系數(shù)