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坡面泥石流是我国山区公路沿线的重要地质灾害,主要受降雨控制。本文在国家自然科学基金项目“坡面泥石流精细演化机制研究”(编号41071017)资助下,对模型试验结果进行数值模拟研究,取得如下成果:(1)分析了坡面泥石流的形成影响因素,主要研究了地形条件和水源条件对坡面泥石流形成过程的影响。地形条件是坡面泥石流发生的控制因素,它决定了泥石流发生后的破坏形式。水文条件主要是降雨的作用,降雨是坡面泥石流发生的主要诱发因素,它改变斜坡岩土体的水文地质条件,而且降雨也是坡面泥石流形成的必备条件,它不仅为泥石流的形成提供丰富的水源,降雨还为泥石流的运动提供动力作用。(2)孔隙水压力的增长与累积降雨量有着密不可分的关系,累计降雨量增长越快,孔隙水压力增长幅度反而小。以实验中5号点为例,在相同的降雨量情况下,在降雨历时8h试验中的,累积降雨量平均增长速度为12.5mm/h,孔隙水压力从-0.00433Mpa增长到0.0041Mpa,增长幅度为0.00843Mpa。在降雨历时4小时试验中,累积降雨量平均增长速度为25mm/h,孔隙水压力从-0.00619Mpa增长到0.0031Mpa,增长幅度为0.00919MPa。(3)依照模型试验的尺寸和数据,采用ANSYS14.5中FLUENT模块结合大变形模拟的数值模拟方法,对降雨诱发坡面泥石流的演化过程作了数值模拟,通过模型的建立、参数的设置、网格的划分、边界条件的设定和模型计算等步骤,得到了坡面泥石流的变形云图和变形数据。通过对部分点的变形分析,得到了土体单元的变形规律,通过对剖面的分析,得到了整个坡面土体的整体变形规律,通过对整个坡面变形的分析,得到了坡面泥石流在降雨作用下的变形趋势。通过对比分析了模型试验和数值模拟两种情况下,坡面在降雨作用下的变形趋势基本相同。(4)模拟了不同坡度下坡面泥石流土体的变形过程,得到不同坡度下,坡体的变形云图和变形数据。通过对不同坡度下坡体的变形云图的分析,发现坡度越大,土体变形越大,且随着坡度的增大,坡体后缘土体的变形增长较快,而前缘土体变形增长较慢。