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1、第32卷第1期Vo1．32№1礦冶工程2011年02月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGFebruary2012考慮降雨入滲影響的土體邊坡穩(wěn)定性有限元分析①何忠明，佘濤，蔡中心，秦艷琪(長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410004)摘要：基于飽和一非飽和滲流理論，對(duì)模型邊坡在設(shè)計(jì)降雨方案條件下的飽和滲透系數(shù)、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)及邊坡坡度的大小對(duì)土體邊坡安全系數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：隨邊坡飽和滲透系數(shù)增大，邊坡安全系數(shù)逐漸降低，但當(dāng)滲透系數(shù)增大到一定程度時(shí)，邊坡安全系數(shù)變化幅度逐漸趨于平緩；隨降雨歷時(shí)增長(zhǎng)，安全系數(shù)在
2、降雨開(kāi)始到降雨停止后一段時(shí)間內(nèi)都表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，隨后安全系數(shù)又隨時(shí)間增長(zhǎng)而開(kāi)始緩慢增大；不同坡度狀態(tài)下邊坡安全系數(shù)都隨降雨歷時(shí)增長(zhǎng)而變化，其對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響大于降雨對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響。關(guān)鍵詞：降雨人滲；土體邊坡；穩(wěn)定性；有限元分析中圖分類(lèi)號(hào)：TU411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0253—6099(2012)0l一0009—03FiniteElementAnalysisforSoilSlopeStabilityConsideringRainfallInflltrationInfluenceHEZhong—ming，YUTao，CAIZhong—xin，QIN
3、Yan—qi(SchoolofTrq~candTransportationEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410004，Hunch，China)Abstract：Basedonsaturated—unsaturatedseepagetheory，theinfluencelawofsaturatedseepagecoeficient，rainfallintensity，rainfalldurationandslopegradientonslopesafetycoeficientwas
4、studied．Resultsshowedthat，withanincreaseinslopesaturatedseepagecoeficient，slopesafetycoeficientgraduallydecreases，butsuchchangetendstoslowastheslopesaturatedseepagecoeficientincreasestoacertaindegree．Withanincreaseinrainfallduration，safetycoeficienttendstograduallydecreasefromstartingt
5、otheendofrainfal1．Afterthat，thesafetycoeficientbeginstoincreaseslowlywiththetimeincreasing．Safetycoeficientfordifferentslopestatechangeswiththeincreaseofrainfallduration．Theinfluenceofrainfalldurationonslopesafetycoeficientisgreaterthanthatofrainfal1．Keywords：rainfallinfiltration；soils
6、lope；stability；finiteelementanalysis土體邊坡中的滲透水壓力和滲流場(chǎng)分布是影響邊度、降雨歷時(shí)及邊坡坡度的大小對(duì)土體邊坡安全系數(shù)坡穩(wěn)定和變形的重要因素，而降雨，特別是歷時(shí)長(zhǎng)、的影響規(guī)律，為工程實(shí)踐提供參考。強(qiáng)度大的暴雨更是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)破壞的重要誘導(dǎo)因1飽和一非飽和滲流理論素?。目前，大多數(shù)學(xué)者都認(rèn)為降雨是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的最大誘因，這與實(shí)際的調(diào)研統(tǒng)計(jì)資料相一致。近年在降雨條件下的土體邊坡滲流場(chǎng)分析中，由于雨來(lái)降雨導(dǎo)致土體邊坡失穩(wěn)已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者們普遍關(guān)水在地下水位以上非飽和土與地下水位以下飽和土中注的問(wèn)題之一l2J。但目前對(duì)降雨入滲條件下
7、的土體的流動(dòng)屬于典型的二維飽和一非飽和問(wèn)題，土體飽和非邊坡穩(wěn)定性的研究程度離解決工程實(shí)際問(wèn)題仍有較大飽和滲流規(guī)律的描述仍采用達(dá)西定律。土體內(nèi)非恒定差距，要想深入研究公路邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題，首先得對(duì)降滲流偏微分方程形式為引：雨人滲過(guò)程下的土體邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行正確的分析和模擬。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，基于飽和．非飽和滲流擊()+()+=mwPwgOh(1)理論，運(yùn)用有限元方法計(jì)算了路基邊坡的滲流場(chǎng)，并以式中h為巖體裂隙中的總水頭；和為和Y方向此作為孔隙水壓力條件來(lái)分析飽和滲透系數(shù)、降雨強(qiáng)的滲透系數(shù)；為源匯項(xiàng)；為比水容量；p為水的密①收稿日期：2011~9—13基金項(xiàng)目：湖
