国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

降雨入滲條件下軟巖邊坡穩(wěn)定性分析

2012-01-08 07:12:44付宏淵王桂堯蔣中明楊晴霞
巖土力學(xué) 2012年8期
關(guān)鍵詞:非飽和軟巖暫態(tài)

付宏淵,曾 鈴,王桂堯,蔣中明,楊晴霞

(1. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 土木與建筑學(xué)院,長(zhǎng)沙 410076;2. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院,長(zhǎng)沙 410076)

1 引 言

統(tǒng)計(jì)資料表明[1],邊坡失穩(wěn)的主要誘因在于降雨入滲。在日本,每年由于降雨引起的邊坡失穩(wěn)多達(dá)上萬個(gè)。而在我國(guó)[2],天然巖坡和鐵路、公路等開挖形成的人工邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞也多在雨季。近些年來,廣大學(xué)者普遍認(rèn)識(shí)到了邊坡失穩(wěn)的發(fā)生與降雨存在著關(guān)聯(lián)性。并認(rèn)為降雨導(dǎo)致邊坡原有非飽和區(qū)負(fù)孔隙水壓力發(fā)生比較強(qiáng)烈的變化。按照非飽和抗剪強(qiáng)度理論分析,認(rèn)為負(fù)孔隙水壓力的降低甚至消失將在很大程度上降低邊坡土體抗剪強(qiáng)度,并且入滲雨水將在一定程度上暫時(shí)地增大降雨入滲區(qū)域邊坡土體自重,這對(duì)邊坡穩(wěn)定性是極其不利的。文獻(xiàn)[3-6]利用有限元軟件Geostudio(seep)對(duì)降雨條件下的邊坡滲流場(chǎng)進(jìn)行了分析,并以此為基礎(chǔ)計(jì)算了邊坡安全系數(shù)在降雨過程中的變化,文中主要考慮了邊坡非飽和區(qū)負(fù)孔隙水壓力的變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。文獻(xiàn)[7-8]對(duì)降雨的入滲過程及暫態(tài)飽和區(qū)的形成及消散過程進(jìn)行了深入的研究,提出了暫態(tài)飽和區(qū)中由于降雨入滲所增加的邊坡巖土體自重將影響邊坡穩(wěn)定性的觀點(diǎn)。由此可見,目前研究降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,主要從降雨入滲將增加邊坡表層暫態(tài)飽和區(qū)的自重及雨水使入滲深度內(nèi)的負(fù)孔隙水壓力減小這兩個(gè)方面來考慮。但對(duì)于軟巖邊坡而言,考慮這兩點(diǎn)還不能對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行全面的分析。軟巖邊坡在降雨條件下由于雨水對(duì)巖石的軟化作用,多表現(xiàn)為邊坡表面局部垮塌與整體滑動(dòng)相結(jié)合的破壞模式,所以在分析降雨條件下邊坡穩(wěn)定性時(shí)考慮巖石遇水產(chǎn)生的軟化效應(yīng)是必不可少的。另一方面,在邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中,大家普遍采用的商用極限平衡計(jì)算軟件在考慮降雨過程中的滲透作用時(shí),計(jì)算結(jié)果存在一定誤差[9]。一些學(xué)者在認(rèn)識(shí)這一缺陷的基礎(chǔ)上,采用自行編制計(jì)算程序的方法加以解決,但由于其計(jì)算程序編制的復(fù)雜性以及運(yùn)用的針對(duì)性較強(qiáng),所以很難得到廣泛的推廣。

本文對(duì)軟巖邊坡在降雨條件下的穩(wěn)定性分析既考慮了軟巖遇水軟化導(dǎo)致的巖石物理力學(xué)參數(shù)的變化,同時(shí)還能如實(shí)地反映孔隙水壓力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。本文研究的目的是通過數(shù)值計(jì)算來研究降雨條件下邊坡中孔隙水壓力的存在及暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)巖體物理力學(xué)參數(shù)的變化共同作用下的邊坡破壞模式及穩(wěn)定性在空間和時(shí)間上的演化規(guī)律,為軟巖邊坡失穩(wěn)的預(yù)測(cè)和采取合理的治理措施提供參考。

2 降雨入滲條件下軟巖邊坡穩(wěn)定性分析方法

根據(jù)軟巖邊坡在降雨條件下存在的實(shí)際情況,采用如下方法來對(duì)降雨條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

(1)采用飽和-非飽和滲流計(jì)算理論對(duì)設(shè)計(jì)降雨條件下邊坡滲流場(chǎng)進(jìn)行研究,得出不同降雨時(shí)刻邊坡體內(nèi)的孔隙水壓力、暫態(tài)飽和區(qū)在時(shí)間和空間上的分布。

(2)以二維飽和-非飽和滲流計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),將不同時(shí)刻孔隙水壓力wu 導(dǎo)入FLAC3D中,利用強(qiáng)度折減法計(jì)算相應(yīng)時(shí)刻邊坡穩(wěn)定性。對(duì)于Mohr-Coulomb 材料,強(qiáng)度折減安全系數(shù)可以表示為

其中:

式中:σ 、 'σ 分別為破壞面上的法向應(yīng)力及法向有效應(yīng)力;τ 、 'τ 分別為任一平面的抗剪強(qiáng)度及有效剪應(yīng)力;c φ、 為土體實(shí)際的抗剪強(qiáng)度指標(biāo);c φ′ ′、為土體達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo);sF 為折減系數(shù)。

這一方法很好地避免了普通商用極限平衡計(jì)算軟件計(jì)算邊坡穩(wěn)定性時(shí)不能將飽和-非飽和滲流計(jì)算結(jié)果中節(jié)點(diǎn)孔隙水壓力進(jìn)行精確表達(dá)這一缺陷。

(3)利用室內(nèi)巖石飽水軟化試驗(yàn)所得的軟巖物理力學(xué)參數(shù)變化規(guī)律來對(duì)降雨條件下邊坡暫態(tài)飽和區(qū)域內(nèi)巖體的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行取值,再結(jié)合巖體內(nèi)孔隙水壓力的變化(步驟(2))來研究降雨條件下暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)巖石軟化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

考慮降雨條件下的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算是在二維飽和-非飽和計(jì)算軟件及FLAC3D軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的,通過在FLAC3D中編寫用戶子程序,將某一時(shí)刻飽和-非飽和滲流計(jì)算所得到的孔隙水壓力導(dǎo)入FLAC3D中,同時(shí),將現(xiàn)場(chǎng)取樣的巖石進(jìn)行軟化試驗(yàn)獲得的不同飽水時(shí)刻的巖石力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)賦值于對(duì)應(yīng)時(shí)刻的暫態(tài)飽和區(qū)中。最終運(yùn)用強(qiáng)度折減法對(duì)該時(shí)刻的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算流程如圖1 所示。

圖1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算流程 Fig.1 Slope stability calculation process

3 降雨入滲飽和-非飽和計(jì)算

3.1 計(jì)算模型及分析方案

湖南省郴州境內(nèi)某高速公路K59+060 處路塹邊坡,邊坡表層有1 m 厚含碎石粉質(zhì)黏土,其下為 粉砂質(zhì)泥巖,土黃色原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨,長(zhǎng)度為 5.9 m 巖芯呈土柱狀?yuàn)A塊狀。地下水類型主要有:松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水2 大類型。由于該地區(qū)降雨量較大,孔隙水直接受大氣降水補(bǔ)給,大氣降水進(jìn)入表層后,大部分儲(chǔ)積在表層的孔隙中,其含水性、透水性較好,其補(bǔ)給、排泄受地形條件及本身土體結(jié)構(gòu)的控制,總體上表現(xiàn)為順坡向坡腳多向滲流,部分以散流形式向地勢(shì)較低處匯集排泄,相當(dāng)一部分通過裂隙下滲補(bǔ)給基巖裂隙水,進(jìn)行較深層的水循環(huán)。邊坡剖面及初始水位線如圖2 所示。網(wǎng)格模型見圖3。計(jì)算網(wǎng)格單元數(shù)量為7 036,節(jié)點(diǎn)數(shù)量為7 237。

圖2 邊坡典型剖面及初始地下水位 Fig.2 Profile of typical slope and initial water level

圖3 二維有限元計(jì)算模型 Fig.3 2D finite element model

3.2 飽和-非飽和滲流計(jì)算原理

在降雨條件下軟巖邊坡滲流場(chǎng)分析中,由于雨水入滲或者地下水位埋藏較淺,飽和區(qū)與非飽和區(qū)的地下水的流動(dòng)是相互聯(lián)系的,需將兩者統(tǒng)一起來研究,可將此表述為飽和-非飽和滲流問題,所以以土-水勢(shì)為因變量來建立統(tǒng)一的控制方程。飽和-非飽和滲流與飽和滲流一樣,滿足達(dá)西定律土體內(nèi)非恒定滲流,其偏微分方程形式如下[10]:

式中:h 為巖體裂隙中的總水頭;xk 和yk 為x 和y方向的滲透系數(shù);w 為源匯項(xiàng);wm 為比水容量;wρ為水的密度;g 為重力加速度;t 為時(shí)間。

巖土體非恒定滲流有限元方程為

式中:[ ]K 為單元特征矩陣;[ ]M 為單元質(zhì)量矩陣;{ }Q 為節(jié)點(diǎn)流量向量。

有限元方程求解結(jié)合以下邊界條件進(jìn)行:

式中:1S 為已知水頭邊界;2S 為已知流量邊界。

非恒定滲流分析的初始條件為

在飽和-非飽和滲流數(shù)值分析中,巖土體的滲透系數(shù)與單元的飽和度、孔隙水壓力相關(guān),在缺乏現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料的情況下較為常用的確定滲透系數(shù)的方法為利用經(jīng)典公式Van Genuchten[11]模型進(jìn)行擬合,模型表達(dá)式為

式中:θ 為體積含水率;rθ 為殘余含水率;sθ 為飽和含水率;H 為負(fù)壓;sK 為飽和滲透系數(shù);α 、m、n 為土-水特征曲線形狀參數(shù)。

3.3 計(jì)算參數(shù)、初始條件

全風(fēng)化-中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖飽和滲透系數(shù)選取現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)5 個(gè)試驗(yàn)孔的中平均值:1.0×10-8cm/s。粉質(zhì)黏土飽和滲透系數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗(yàn)確定:取1.0×10-7cm/s。飽和含水率則根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得[12],粉質(zhì)黏土取0.2,全風(fēng)化-中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖取0.1。由于坡體內(nèi)非飽和區(qū)滲透系數(shù)的大小由基質(zhì)吸力及初始含水率共同確定,本文中非飽和區(qū)滲透系數(shù)的大小采用前文所述Van Genuchten模型進(jìn)行描述,滲透系數(shù)及含水率隨基質(zhì)吸力變化如圖4、5 所示,由圖可知,土體體積含水率和滲透系數(shù)都與基質(zhì)吸力存在非線性關(guān)系,基質(zhì)吸力絕對(duì)值越大,土體體積含水率與滲透系數(shù)越小。

雨水的入滲對(duì)初始滲流場(chǎng)較為敏感,因此,需要通過求解一個(gè)穩(wěn)態(tài)的滲流場(chǎng)來獲得瞬態(tài)滲流計(jì)算的初始條件。穩(wěn)態(tài)滲流計(jì)算結(jié)果則作為飽和-非飽和計(jì)算的初始滲流場(chǎng)。飽和-非飽和計(jì)算過程中,邊坡表面邊界設(shè)置為單位流量邊界q(根據(jù)降雨強(qiáng)度計(jì)算所得),其他邊界設(shè)置為不透水邊界(Q =0)。

限于篇幅原因,初始狀態(tài)下的滲流場(chǎng)示意圖未列出。

圖4 體積含水率與負(fù)孔隙水壓力關(guān)系曲線圖(θ -p 曲線) Fig.4 Curve of volatile water content and negative pore water pressure

圖5 滲透系數(shù)與負(fù)孔隙水壓力關(guān)系曲線圖(k -p 曲線) Fig.5 Curve of conductivity and negative pore water pressure

3.4 計(jì)算方案

根據(jù)郴州氣象局提供的氣象資料顯示,郴州地區(qū)近50 a 來最大21 d 降雨量為1 556.67 mm,換算為單位降雨強(qiáng)度為q=3.23×10-7m/s,降雨歷時(shí)21 d,計(jì)算總時(shí)長(zhǎng)為30 d,單位時(shí)間步長(zhǎng)為1 h。

3.5 飽和-非飽和滲流計(jì)算結(jié)果分析

按照前文所述計(jì)算方法,運(yùn)用二維有限元軟件對(duì)邊坡在降雨條件下的滲流場(chǎng)進(jìn)行分析,由于本文主要考慮孔隙水壓力的變化及暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)巖石軟化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,故只對(duì)上述兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

(1)降雨入滲對(duì)孔隙水壓力的影響

邊坡體內(nèi)孔隙水壓力的大小及分布在降雨后發(fā)生了較大的變化,圖6 為邊坡在整個(gè)降雨過程中及降雨結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)的3 個(gè)時(shí)刻的孔隙水壓力分布情況。由圖可知,邊坡在降雨作用下邊坡體內(nèi)滲流場(chǎng)將發(fā)生明顯的變化,變化主要發(fā)生在邊坡表層。降雨21 d 時(shí)入滲深度達(dá)到5 m。降雨導(dǎo)致邊坡表層非飽和區(qū)負(fù)孔隙水壓力變?yōu)檎怠=涤晖V购笥捎谟晁睦^續(xù)入滲,正孔隙水壓力區(qū)逐漸變小,最后完全消失,但過程緩慢。

圖6 孔隙水壓力等值線 (單位:kPa) Fig.6 Contours of pore water pressure (unit: kPa)

(2)降雨入滲作用下暫態(tài)飽和區(qū)的變化規(guī)律

由圖7 可知,在降雨持續(xù)一段時(shí)間后,邊坡表面出現(xiàn)暫態(tài)飽和區(qū),其面積隨著降雨歷時(shí)的增長(zhǎng)而逐漸擴(kuò)大,在降雨停止一段時(shí)間后其面積開始減小。通過研究暫態(tài)飽和區(qū)的面積大小與形成時(shí)間的關(guān)系,對(duì)于巖石飽和軟化室內(nèi)試驗(yàn)確定巖石飽水時(shí)間具有指導(dǎo)意義。

圖7 暫態(tài)飽和區(qū)及地下水位的變化 Fig.7 Change processes of transient saturated zone area and the movement of groundwater

4 軟巖邊坡穩(wěn)定性分析

4.1 模型的建立與參數(shù)的取值

數(shù)值分析選擇K59+060 處典型剖面,以圖3 所示二維網(wǎng)格為基礎(chǔ)進(jìn)行準(zhǔn)三維等效模型的建立。為了考慮暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)巖石遇水軟化的時(shí)效問題,邊坡表層采用分層建模的形式,以此來準(zhǔn)確地對(duì)暫態(tài)飽和區(qū)遇水軟化后強(qiáng)度大小進(jìn)行賦值。整個(gè)計(jì)算模型網(wǎng)格單元數(shù)為7 036,節(jié)點(diǎn)數(shù)為14 474。圖8 為數(shù)值計(jì)算網(wǎng)格圖。

圖8 三維數(shù)值計(jì)算模型網(wǎng)格圖 Fig.8 Mesh of 3D FEM

邊界條件:鉛直邊界上施加水平位移約束;水平邊界上施加鉛直位移約束。

初始條件:為正確模擬巖體參數(shù)變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,初始地應(yīng)力場(chǎng)按自重應(yīng)力場(chǎng)考慮,即首先采用彈性模型進(jìn)行分析,然后將計(jì)算模型中的位移置0,保留單元應(yīng)力,再導(dǎo)入滲流計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息(孔隙水壓力)。圖9 為導(dǎo)入孔隙水壓力后的孔隙水壓力分布圖(降雨21 d)。

本構(gòu)模型:采用摩爾-庫(kù)侖屈服準(zhǔn)則的彈塑性本構(gòu)模型。

計(jì)算力學(xué)參數(shù):根據(jù)邊坡的地質(zhì)勘探報(bào)告選取不考慮巖石遇水軟化的邊坡物理力學(xué)參數(shù),取值見表1。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范[13]將現(xiàn)場(chǎng)采取的粉砂質(zhì)泥巖巖樣制備成若干Φ50 mm×100 mm 圓柱體試件進(jìn)行不同飽水時(shí)間下的單軸壓縮試驗(yàn),得到單軸抗壓強(qiáng)度,并在此基礎(chǔ)上利用基于 GSI 法的廣義 Hoek- Brown[14]準(zhǔn)則來確定本試驗(yàn)試件的抗剪強(qiáng)度及相關(guān)計(jì)算參數(shù)隨飽水時(shí)間的變化。粉砂質(zhì)泥巖飽水軟化試驗(yàn)所得主要物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)及變化規(guī)律如表1和圖10 所示,由圖可知,隨著飽水時(shí)間的持續(xù),其主要物理力學(xué)參數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì),飽水試驗(yàn)前期下降幅度大于試驗(yàn)后期。

計(jì)算方案:選取降雨持續(xù)3、6、12、18、21 d、停止4、7、9 d 為穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)間點(diǎn),對(duì)邊坡在降雨過程中的穩(wěn)定性進(jìn)行模擬,與此同時(shí),考慮邊坡表層暫態(tài)飽和區(qū)軟巖力學(xué)參數(shù)軟化效應(yīng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響??偨Y(jié)出邊坡在降雨條件下安全系數(shù)及塑性區(qū)變化規(guī)律。

圖10 粉砂質(zhì)泥巖飽水試驗(yàn)主要力學(xué)參數(shù)變化圖 Fig.10 Experimental results of saturated silty mudstones

4.2 邊坡塑性區(qū)分布及發(fā)展規(guī)律分析

圖11 為考慮降雨及巖石軟化共同作用下的邊坡塑性區(qū)分布圖。(限于篇幅,文中只列出了最具代表性的降雨6 d、21 d、降雨停止9 d 這3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)的邊坡塑性區(qū)分布圖)由圖可知,降雨初期(T=6 d)塑性區(qū)主要集中在邊坡表層,并隨著降雨時(shí)間的持續(xù)沿著坡腳向上延伸。這是由于在降雨作用下,入滲雨水由于重力作用迅速向坡腳匯集,在邊坡表層形成暫態(tài)飽和區(qū)。暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)孔隙水負(fù)壓力逐漸變?yōu)檎紫端畨毫Γ易灾卦龃?,從而使邊坡表層巖體有效應(yīng)力降低。與此同時(shí),邊坡表層巖體在雨水的軟化作用下也進(jìn)一步加速了表層巖體的塑性區(qū)的形成。這在實(shí)際工程中表現(xiàn)為軟巖邊坡表層局部分層坍塌。當(dāng)持續(xù)降雨到21 d 的過程中,邊坡表層塑性區(qū)進(jìn)一步沿坡面向上及向內(nèi)延伸,塑性區(qū)面積及連通性進(jìn)一步加大。在降雨入滲深度的進(jìn)一步擴(kuò)大所引起的入滲深度內(nèi),在基質(zhì)吸力降低甚至消失和巖土體重度增大的共同作用下,邊坡內(nèi)部出現(xiàn)了深層的、具有一定貫通性的塑性區(qū)分布,且塑性區(qū)在坡腳區(qū)域分布面積最大,這對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性是極為不利的。降雨停止9 d 時(shí),由于邊坡表層暫態(tài)飽和區(qū)內(nèi)雨水向坡內(nèi)繼續(xù)入滲及排出坡外,使邊坡表層塑性區(qū)面積有一定的擴(kuò)大,但并不明顯。由于雨水繼續(xù)入滲的影響,邊坡深層塑性區(qū)分布面積變化擴(kuò)大,形成了具有貫通性塑性區(qū)分布帶,這為邊坡潛在滑動(dòng)面的產(chǎn)生提供了客觀條件。

圖11 邊坡塑性區(qū)分布圖 Fig.11 Distribution of plastic zone

4.3 邊坡瞬態(tài)安全系數(shù)變化分析

在對(duì)邊坡在降雨條件下的塑性區(qū)分布及發(fā)展規(guī)律分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡瞬態(tài)安全系數(shù)。安全系數(shù)變化規(guī)律如表2 所示。由表可知,隨著降雨時(shí)間的持續(xù),邊坡整體安全系數(shù)有顯著的降低,由1.65 降為1.15。且由計(jì)算可知,在降雨結(jié)束后仍然有一定的降低,但降低速率明顯小于降雨過程中安全系數(shù)的降低速率。這一現(xiàn)象說明:降雨持續(xù)過程中,暫態(tài)飽和區(qū)影響面積內(nèi)暫態(tài)孔隙水壓力的升高、邊坡巖體自重的增大以及雨水對(duì)巖石的軟化對(duì)軟巖邊坡穩(wěn)定性是不利的;降雨結(jié)束后,由于暫態(tài)飽和區(qū)雨水的繼續(xù)入滲,使邊坡內(nèi)負(fù)壓區(qū)進(jìn)一步受到影響,入滲區(qū)域內(nèi)非飽和抗剪強(qiáng)度降低。同時(shí),暫態(tài)飽和區(qū)部分雨水由坡面排出,這在一定程度上又減緩了巖石軟化作用以及邊坡自重對(duì)整體穩(wěn)定性的影響,因此,在降雨結(jié)束后邊坡安全系數(shù)仍有小幅降低。

表2 不同時(shí)刻軟巖邊坡安全系數(shù) Table 2 Different moments soft rock slope stability safety coefficient

5 結(jié) 論

(1)本文提出的降雨條件下軟巖邊坡穩(wěn)定性分析方法既能考慮到滲流作用下坡體內(nèi)孔隙水壓力的變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,又能將軟巖遇水所存在的軟化效應(yīng)在邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中較好地體現(xiàn)。為分析降雨條件下的軟巖邊坡穩(wěn)定性提供了一種新的方法。

(2)降雨開始后,邊坡表層非飽和區(qū)出現(xiàn)暫態(tài)正孔隙水壓力。隨著降雨歷時(shí)的增長(zhǎng),邊坡表層開始出現(xiàn)暫態(tài)飽和區(qū),暫態(tài)飽和區(qū)面積開始從坡腳處沿著坡面向上延伸,同時(shí)也朝著與坡面垂直的方向向邊坡內(nèi)部擴(kuò)大。

(3)邊坡在降雨及巖石軟化效應(yīng)的共同作用 下,在降雨初期,邊坡表層率先出現(xiàn)塑性區(qū),表現(xiàn)為邊坡表面局部分層坍塌;隨著降雨歷時(shí)的增長(zhǎng),邊坡表層塑性區(qū)面積增大,同時(shí)在邊坡內(nèi)部也出現(xiàn)具有貫通性的深層塑性區(qū);降雨停止后,邊坡內(nèi)各位置塑性區(qū)面積還有所增加,但增幅較小。

(4)邊坡在降雨過程中,安全系數(shù)有顯著降低,這是邊坡體內(nèi)暫態(tài)孔隙水壓力與巖石軟化效應(yīng)共同影響的結(jié)果。降雨停止后,雨水由坡面緩慢排出及暫態(tài)孔隙水壓力的逐漸降低對(duì)軟巖邊坡安全系數(shù)的繼續(xù)降低具有一定的延緩作用。

[1] NG CW, SHI Q. A numerical investigation of the stability of unsaturated soil slopes subjected to transient seepage[J]. Computers and Geotechanics, 1998, 22(1): 1-28.

[2] 孫廣忠. 中國(guó)典型滑坡[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1998.

[3] 劉俊新, 劉育田, 胡啟軍. 非飽和地表徑流-滲流和流固體耦合條件下降雨入滲對(duì)路堤邊坡穩(wěn)定性研究[J]. 巖土力學(xué), 2010, 31(3): 903-910. LIU Jun-xin, LIU Yu-tian, HU Qi-jun. Stability of embankment slope subjected to rainfall infiltration considering both runoff-underground seepage and fluid-solid coupling[J]. Rock and Soil Mechanics, 2010, 31(3): 903-910.

[4] 周家文, 徐衛(wèi)亞, 鄧俊曄, 等. 降雨入滲條件下邊坡的穩(wěn)定性分析[J]. 水利學(xué)報(bào), 2008, 39(9): 1066-1073. ZHOU Jia-wen, XU Wei-ya, DENG Jun-ye, et al. Analysis of slope stability under intensive rainfall[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 39(9): 1066-1073.

[5] 吳長(zhǎng)富, 朱向榮, 尹小濤, 等. 強(qiáng)降雨條件下土質(zhì)邊坡瞬態(tài)穩(wěn)定性分析[J]. 巖土力學(xué), 2008, 29(2): 386-391. WU Chang-fu, ZHU Xiang-rong, YIN Xiao-tao, et al. Analysis of soil slope’ transient stability under intensive rainfall[J]. Rock and Soil Mechanics, 2008, 29(2): 386-391.

[6] 張國(guó), 朱濟(jì)祥, 莊軍, 等. 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的滲流耦合分析[J]. 天津大學(xué)學(xué)報(bào), 1999,32(5): 560-564. ZHANG Guo, ZHU Ji-xiang, ZHUANG Jun, et al. Rocky slope hydromechanical coupling analysis[J]. Journal of Tianjin University, 1999,32(5): 560-564.

[7] 戚國(guó)慶, 黃潤(rùn)秋, 速寶玉, 等. 巖質(zhì)邊坡降雨入滲過程的數(shù)值模擬[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2003, 22(4): 625-629. QI Guo-qing, HUANG Run-qiu, SU Bao-yu, et al. Numeric simulation on rainfall infiltration on rock slope[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003, 22(4): 625-629.

[8] 周桂云, 李同春. 飽和-非飽和非穩(wěn)定滲流作用下巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 水電能源科學(xué), 2006, 24(5): 79-82. ZHOU Gui-yun, LI Tong-chun. The rock slope stability analysis under saturated-unsaturated seepage[J]. Water Resources and Power, 2006, 24(5): 79-82.

[9] 毛昶熙, 段祥寶, 李祖貽. 滲流數(shù)值計(jì)算與程序應(yīng)用[M]. 南京: 河海大學(xué)出版社, 1999.

[10] 顧慰慈. 滲流計(jì)算原理及應(yīng)用[M]. 北京: 中國(guó)建材工業(yè)出版社, 2000.

[11] VAN GENUCHTEN M T. A closed form equation for prediction the hydraulic conductivity of unsaturated soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1979, 44(5): 892-898.

[12] 錢家歡, 殷宗澤. 土工原理與計(jì)算[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 1996.

[13] 中華人民共和國(guó)水利部. SL264-2001 水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)范[S]. 內(nèi)蒙古: 內(nèi)蒙古大學(xué)出版社, 2003.

[14] HOEK E, BROWN E T. Empirical strength criterion for rock masses[J]. Journal of the Geotechnical Engineering Division, 1980, 106(9): 1013-1035.

猜你喜歡
非飽和軟巖暫態(tài)
300Mvar空冷隱極同步調(diào)相機(jī)暫態(tài)特性仿真分析
非飽和原狀黃土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的試驗(yàn)研究
電力系統(tǒng)全網(wǎng)一體化暫態(tài)仿真接口技術(shù)
電子制作(2018年14期)2018-08-21 01:38:28
軟巖作為面板堆石壩填筑料的探討
官帽舟水電站軟巖筑壩技術(shù)的成功探索
非飽和多孔介質(zhì)應(yīng)力滲流耦合分析研究
除氧器暫態(tài)計(jì)算研究
非飽和土基坑剛性擋墻抗傾覆設(shè)計(jì)與參數(shù)分析
非飽和地基土蠕變特性試驗(yàn)研究
基于PSD-BPA的暫態(tài)穩(wěn)定控制批處理計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)
辉南县| 延长县| 宁远县| 彰化市| 清涧县| 安平县| 桃园市| 芦溪县| 冀州市| 读书| 晋宁县| 黑河市| 安宁市| 竹北市| 连云港市| 罗田县| 商丘市| 始兴县| 封丘县| 云南省| 西安市| 盐亭县| 南丹县| 郓城县| 泗水县| 商都县| 泾源县| 曲靖市| 邓州市| 新营市| 瑞昌市| 鹤庆县| 玉环县| 青海省| 东兰县| 石屏县| 土默特左旗| 武定县| 钦州市| 合川市| 云霄县|