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降雨过程中边坡临界滑动场

原文作者:
  沈银斌,朱大勇,蒋泽锋,姚华彦
发布时间:
  2014-08-14
来    源:
  合肥工业大学土木与水利工程学院
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摘 要:降雨入渗过程中孔隙水压力的升高与基质吸力的降低引起边坡稳定性的下降,是导致边坡滑塌的主要诱导因素。利用饱和-非饱和渗流有限元计算得到的孔隙水压力场,基于Fredlund 提出的非饱和土抗剪强度理论,对边坡临界滑动场进行改进,提出可以考虑降雨过程的边坡临界滑动场数值模拟方法,能够方便、快速地计算出边坡局部、整体安全系数和相对应的临界滑动面在降雨过程中的变化历程。将该法用于一个典型均质边坡和一个非均质边坡在降雨过程中的稳定性计算,分析降雨持续时间、降雨强度和非饱和强度参数取值等因素对边坡稳定性的影响,并将计算结果与其他方法进行比较,结果表明临界滑动场方法能搜索任意形状最危险滑面,计算的安全系数合理。
1 引言
    降雨入渗条件下的边坡稳定性分析是近来年国内外岩土工程和工程地质界的研究热点。降雨过程中边坡体内孔隙水压力的升高与基质吸力的降低引起边坡稳定性下降,是导致边坡滑塌的主要诱导因素。在降雨过程及降雨过后一定时期内,边坡体内孔隙水压力、基质吸力的变化,将导致边坡最小安全系数和对应最危险滑动面随之改变,同一时刻也可能出现安全系数差别不大而位置显著不同的危险滑动面。
    近年来,国内外学者对降雨入渗条件下的边坡稳定性研究日益增多,主要分析方法有极限平衡法[1-2]、有限单元法[3-4]和有限差分法[5-6]等,但在极限平衡法框架内确定安全系数和滑面位置,具有一定的局限性。
    边坡临界滑动场方法将极限平衡条分法与最优性原理有机地结合起来,能够快速、准确和方便地找出边坡任意形状的全局临界滑动面、局部临界滑动面和其相对应的安全系数,全面评价边坡的整体和局部稳定性[7-8],得到了国内外众多知名学者的高度评价,是一种很有应用前景的边坡稳定分析方法。
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