降雨条件下边坡稳定性分析

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为研究降雨条件下边坡的稳定性,本文主要研究了饱和均质土、饱和非均质土、非饱和非均质土在不同降雨条件下渗流场与应力场双向耦合作用下的边坡稳定性。主要研究结果如下:1.饱和非均质土和饱和均质土的压力水头、总水头与降雨量成正比例关系;饱和均质土的渗流量与降雨量成线性关系;相同降雨条件下饱和非均质土的渗流量比饱和均质土的渗流量小;非饱和非均质土中,各个土层之间的初始饱和度不同,但是随着降雨入渗,各个土层之间的饱和度平缓过度,土层之间至上而下的补给水,下层土层饱和度增加;时间和降雨量决定降雨入渗的深度,相同降雨量下,入渗深度随着时间的增加而增加;相同时刻时,入渗深度随着降雨量的增加而增加。2.饱和均质土和饱和非均质土随着降雨量的增加,渗流场和应力场的耦合作用下应力是呈指数增长;饱和非均质土的应力指数递增速度比饱和均质土的应力递增速度大。并且在施加降雨量后有一个突变的应力变化,然后平缓的指数增加。饱和非均质土边坡随着降雨量的增加,安全系数呈现指数递减。3.不同降雨条件下,相同时刻时,非饱和非均质土边坡的坡顶累计总位移、坡脚累计总位移呈现线性递增的趋势,坡顶和坡脚竖向累计位移和坡脚水平累计位移线性递增。小雨和中雨条件下坡顶和坡脚累计总位移、竖向累计位移及坡脚水平累计位移趋于水平,但大雨和暴雨条件下坡顶和坡脚累计总位移、竖向累计位移及坡脚水平累计位移有突变。4.不同降雨条件下,坡顶由于正孔隙水压力较大,坡顶出现负剪应力,然后孔隙水压力消散,坡顶剪应力变为正值;坡脚剪应力在降雨开始时由于降雨导致负孔隙水压力增大,剪应力增加,安全系数减小,然后在降雨过程中缓慢增加,但降雨过程剪应力增加速率比降雨后剪应力增加的速率;由于坡顶孔隙水压力大,相同时刻的相同降雨条件下坡顶剪应力小于坡脚剪应力。5.非饱和非均质土边坡有效塑性区贯通率在降雨过程中线性增加,在降雨停止后有效塑性区贯通率呈线性递增;小雨条件下和中雨条件下有效塑性区贯通率增量呈线性增加,没有明显的突变;但大雨和暴雨条件下有效塑性区贯通率增量出现突变。判别边坡稳定性不能单一的从有效塑性区贯通率来判别,应结合有效塑性区贯通率增量突变来判别。
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