复杂降雨条件下边坡稳定性分析

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降雨和滑坡是人类生活中的两种常见自然现象,降雨是诱发滑坡的主要原因,二者有着密切的联系。本文根据非饱和土力学理论和降雨入渗理论对入渗条件的边坡饱和—非饱和渗流场进行分析计算,并在此基础上对降雨条件下的边坡的稳定性进行了研究分析,得到针对某一特定边坡安全等级的划分标准。本文研究工作的主要内容如下:(1)饱和—非饱和渗流计算的方法研究分析。首先在介绍饱和-非饱和渗流基本理论的基础上,应用能量守恒定律和达西定律推导出饱和-非饱和渗流控制方程。然后介绍了与求解微分方程有关的土水特征曲线和渗透系数等参数。最后根据降雨入渗理论得到饱和—非饱和渗流控制方程的定解条件。(2)降雨入渗作用下边坡暂态渗流场的特性分析。利用用ABAQUS有限元软件进行了数值模拟,得到了降雨入渗情况下各种降雨要素对边坡暂态渗流场的影响规律,并且重点对孔隙水压力、体积含水率、暂态饱和区随时间和空间的变化规律进行了归纳和总结。(3)降雨入渗作用下的边坡稳定性研究分析。根据降雨作用下边坡暂态渗流场的分析结果和非饱和土的抗剪强度理论,对边坡的稳定性进行分析,得出相应情况下边坡稳定性安全系数的变化规律。定量的给出各种降雨因素对边坡稳定性的影响程度,对边坡的稳定性进行全面的评价。(4)基于降雨量的多少来判断边坡的安全状态。确定边坡发生滑坡时的临界降雨量,将实际的降雨量与临界降雨量进行对比分析就可以直观的判断边坡的安全状况,为滑坡的预防工作带来方便。本文全面分析了边坡在不同的降雨强度、降雨历时、降雨类型、土体饱和渗透系数等降雨因素作用下边坡渗流场的变化规律,以及渗流场的变化对边坡稳定性的影响,并且得到了确定某一边坡发生滑坡的临界降雨量的方法,能够为滑坡的预防和治理提供参考依据,具有重要的理论意义和实用价值。
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