強降雨條件下基于Green-Ampt入滲模型的無限邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國是一個地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的國家，尤其滑坡災(zāi)害。強降雨是誘發(fā)淺層滑坡發(fā)生的一個至關(guān)重要的因素。人們對于降雨導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的研究，主要針對基質(zhì)吸力的降低和土體重度的增加帶來的影響，而對于邊坡表面結(jié)構(gòu)以及下臥基巖層的影響研究較少。本文針對無限淺層邊坡考慮了邊坡下部基巖層和邊坡表面梯田化處理的影響，采用Green-Ampt入滲模型對無限淺層邊坡的強降雨入滲過程和邊坡穩(wěn)定進行了研究。主要工作和研究成果如下:
　　(1)對傳統(tǒng)的Green-A

2、mpt入滲模型進行延伸;將濕潤鋒處和基巖處的穩(wěn)定分析統(tǒng)一起來，建立了整個降雨入滲期間淺層殘積土邊坡安全系數(shù)計算模型;對不同粘聚力、地下水位深度和土體初始重度給予討論。
　　(2)以濕潤鋒處氣-水分界面為研究對象，研究強降雨條件下濕潤鋒處封閉氣壓的形成過程，表明封閉氣體壓力與表面積水深度、濕潤鋒深度和孔隙尺寸分布等有關(guān)。
　　(3)對經(jīng)典的Green-Ampt入滲模型進行修正;將封閉氣壓力引入至邊坡穩(wěn)定分析中，建立了考慮封閉氣

3、壓的滑坡延時效應(yīng)分析模型以及穩(wěn)定分析模型。
　　(4)基于Green-Ampt入滲模型和Geo-studio分析軟件，研究了無限梯田邊坡的入滲過程和潛在的滑裂面變化過程，分別考慮梯田單元表面水平和梯田單元表面傾斜，對強降雨條件下梯田邊坡的雨水入滲進行模擬，結(jié)果表明一個階梯狀的濕潤鋒在濕潤區(qū)下部形成。
　　(5)采用極限平衡法，分別建立了梯田單元表面水平和梯田單元表面傾斜的無限梯田邊坡的穩(wěn)定分析模型，結(jié)合計算流程圖可求得任意無

4、限梯田邊坡潛在的滑裂面位置;數(shù)值模擬表明，該模型具有較好的適用性。
　　(6)采用極限平衡法建立了考慮地下水和強降雨入滲的梯田邊坡在基巖面處的安全系數(shù)分析模型;針對不同弱降雨強度，建立了考慮地下水上漲引起的梯田邊坡在基巖面處失穩(wěn)的分析模型，進而可確定降雨引起的地下水位的關(guān)鍵深度。
　　(7)通過對梯田邊坡滑裂面深度的分析討論，表明土體的粘聚力和初始基質(zhì)吸力等力學(xué)參數(shù)對滑裂面的位置影響較大。大多數(shù)的梯田邊坡的滑裂面位置最可能發(fā)