考慮降雨入滲影響的公路邊坡穩(wěn)定性數(shù)值試驗研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，公路等級越來越高，高挖深填已不可避免，雨水非飽和滲透是一種非飽和暫態(tài)流，一定強度和持時下的降雨將會引起公路邊坡孔隙水壓力場的變化，使得邊坡穩(wěn)定性降低。高邊坡經(jīng)常發(fā)生在暴雨后跨塌的事故，造成經(jīng)濟損失和人員傷亡。因而，邊坡非飽和滲流的應(yīng)用研究對于掌握邊坡在降雨作用下的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，正確評價其穩(wěn)定性具有重要意義。 本文簡要介紹了多孔介質(zhì)滲流理論的基本原理和方程，土—水特征曲線和滲透性函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)及其簡化形式，

2、以及水相非飽和滲流的控制方程。介紹了FLAC2D中水氣兩相流(Two-phaseflow)的基本控制方程和數(shù)值計算公式，以及與應(yīng)力耦合的計算公式。 針對目前對于邊坡降雨非飽和滲流計算一般采用不考慮氣相流動以及滲流與應(yīng)力耦合的簡化計算方法，將兩相流—應(yīng)力耦合計算方法引入云南祥臨公路邊坡的降雨分析中。根據(jù)該地區(qū)工程地質(zhì)特點采用FLAC2D建立了二維模型，進(jìn)行了水氣兩相流—應(yīng)力的耦合計算，并采用強度折減法計算滑面和安全系數(shù)，對降雨強度

3、、降雨持時、邊坡坡度等重要參數(shù)進(jìn)行了試驗。獲得主要成果如下： (1)降雨初期，土體的水相滲透性較差，飽和度上升較慢，當(dāng)降雨強度較大時，雨水并不能完全深入坡體，隨著降雨持時的增加，飽和度慢慢上升，降雨入滲量才逐漸增大；降雨初期，空氣隨降雨入滲向坡面外流出，而隨著表層土體的飽和度增加，空氣一部分流出坡面以外，一部分則壓入邊坡以內(nèi)。 (2)降雨導(dǎo)致表層土體負(fù)孔隙水壓力逐漸上升為0，飽和度也逐漸上升為1，當(dāng)出現(xiàn)浸潤作用時，孔隙水

4、壓力在數(shù)值上變化較快，而在浸潤峰到達(dá)時，含水量前期的提高程度并不大；邊坡中存在一個非飽和區(qū)域，在降雨持續(xù)過程中該區(qū)域不斷縮小。 (3)降雨一部分被表層的非飽和土體吸收，增加了含水量，提高了飽和度，另一部分則流向坡腳，使得坡腳水位迅速抬高，極易引起坡腳發(fā)生破壞。 (4)隨著降雨強度和持時的提高，降雨入滲深度越深，土體的含水量提高，基質(zhì)吸力減小，邊坡安全系數(shù)越小。當(dāng)降雨持時增加時，邊坡的滑動破壞面有向淺層移動的趨勢。降雨對坡