極端降雨下返嶺前邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析與評價(jià)

1、1極端降雨下返嶺前邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析與評價(jià)摘要：隨著全球極端天氣不斷頻繁，極端降雨對邊坡穩(wěn)定性影響的研究也越來越受到重視，為了更好探索極端降雨條件下堆積層邊坡穩(wěn)定性的變化規(guī)律，選取青島市嶗山區(qū)返嶺前堆積層邊坡作為模擬研究對象，并基于青島現(xiàn)有降雨資料和兩個(gè)極端降雨工況進(jìn)行穩(wěn)定性分析與評價(jià)。最后，利用有限元軟件Geostudio耦合分析降雨對坡體孔隙水壓力及位移場的影響規(guī)律，確定該邊坡所處的穩(wěn)定性狀態(tài)、剪出口位置及失穩(wěn)類型。關(guān)鍵詞：極端

2、降雨；返嶺前邊坡；Geostudio；耦合分析國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：41372297）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（項(xiàng)目編號：20113721110002）資助；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：ZR2011DL002）1引言極端降雨天氣的出現(xiàn)對全球范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害造成不可避免的影響，LIUYuewu（2005）認(rèn)為影響降雨型邊坡穩(wěn)定性的主要來源于降雨和地下水，認(rèn)為降雨是一種無法控制的外部因素[1]。降雨前邊坡已存在明

3、顯的開裂變形，處于較為脆弱的平衡狀態(tài)，一旦大雨、暴雨降臨，滑坡發(fā)生可能性增大，且低滲透能力邊坡趨于淺層邊坡失穩(wěn)，高滲透性邊坡傾向深層失穩(wěn)[2]。目前在降雨外在動(dòng)力條件影響邊坡穩(wěn)定性研究中，賀可強(qiáng)等3上層為淺層的殘積物，中層為全風(fēng)化花崗巖（砂粉狀），下層為弱透水的基巖層，其參數(shù)選取如下表1。邊坡的海水位以下及部分海灘位置為自由水頭邊界（PressHead），其整個(gè)邊坡為極端降雨作用區(qū)。采用有限元軟件Geostudio中SEEPW滲流軟件包

4、建立數(shù)值模型，模型最上兩層非規(guī)則結(jié)構(gòu)采用2m邊長三角形網(wǎng)格與四邊形網(wǎng)格形式將邊坡劃割成1117個(gè)Elements，1238個(gè)Nodes，并設(shè)A、B兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，如圖3。圖2返嶺前邊坡11’地質(zhì)剖面圖圖3基于SEEPW的數(shù)值模型示意圖表1材料參數(shù)建議取值表[7]參數(shù)土層ρwKNm3ρ0KNm3CKpa殘積物19.320.821.118.1全風(fēng)化19.721.026.619.5下層基巖25.026.04040參數(shù)土層EMpa滲透系數(shù)ms殘積物