降雨条件下的边坡稳定论文
降雨条件下的边坡稳定论文
沈阳农业大学学报，2010－10，41(5)：598-601
Journal of Shenyang Agricultural University，2010－10，41(5)：598-601
天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究
王瑄，雷洋
（沈阳农业大学水利学院，沈阳110866）
摘要：采用天然降雨径流小区试验的方法，通过观测天然降雨条件下坡面径流流速，对坡面侵蚀发生过程中的径流水动力学特性进行了研究。结果表明：植被覆盖的坡面和裸坡的径流水力学参数流速、雷诺数、弗汝德数均随降雨强度的增大而增大；阻力系数则随降雨强度的增大而减小。有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的变化相对平稳。
关键词：天然降雨；坡面流；水力学参数
中图分类号：S157.1文献标识码：A文章编号：1000-1700（2010）05-0598-04
Study on Dynamic Characteristics of Slope Erosion under Natural
Rainfall Conditions
WANG Xuan,LEI Yang
(College of Water Conservancy,Shenyang Agricultural University,Shenyang110866,China)
Abstract：The experiment is to study dynamic characteristics of slope erosion under natural rainfall conditions by observing the slope under natural rainfall runoff velocity.The results showed that the Reynolds number and the Froude number of the slope coverd by vegetation and bare increased with the increase of rainfall intensity.The drag coefficient decreased with the rainfall intensity.the Reynolds number and the Froude number of the
slope coverd by vegetation changed in relatively stable with the rainfall intensity.
Key words：natural rainfall;shallow flow;hydraulic parameter 坡面流是降雨强度超过地面入渗能力情况下产生的薄层水流[1-2]。以山坡水文学、水力学、泥沙运动力学及河床演变理论为基础的水动力学模拟，是分析坡面侵蚀过程动力学机制的经典方法[3]，其中，坡面流水动力学特性的研究尤为重要[4]。近年来，GILLEY[5]通过试验对坡面流的水力学特性进行了详细分析；姚文艺[6]研究了坡面流的阻力规律。但目前坡面流水动力参数的量测、求解、相互间关系等研究，多以清水冲刷试验模拟获得，很少涉及到天然降雨。因此，本试验采用天然降雨径流小区试验的方法研究坡面细沟侵蚀的水动力学特性，将有助于从动力学角度认识坡面产沙及侵蚀演变过程的内在机制，进而为建立具有明确物理成因基础的水土流失预报模型提供关键支持。
1研究方法
1.1试验设计
试验采用坡度为15°的试验小区，坡面分别布设裸坡和植被坡，但植被覆盖形式采用在坡面分段错落分布。植被坡面的植被为大豆，播种密度为178株·m-2，在春耕时期将大豆以15cm行距×15cm株距点种在坡面上（图1）。植被布置形式有2种（图2）。
1.2试验方法
试验用土为棕壤，其颗粒组成见表1。因为原土的土块比较大，且含有大量的枯枝落叶、石块等杂质，需要从中去除，因此将原土过10mm×10mm的筛子，一是可以将土中的杂物去除，二是可以得到粒径比较细的试验土壤。将试验小区内各土槽按设定的坡度整平坡面；压实，以接近原土体状态。试验于2010年5～7月进行。试验过程中，降雨开始后待坡面产生径流时，用染色剂法每隔2min分别测定试验小区4个固定断面的水流流速，在测定流速的同时，用测尺测定细沟的宽度和深度。
收稿日期：2010-08-28
基金项目：辽宁省自然科学基金项目（20062110）；辽宁省教育
厅项目（L2010496）
作者简介：王瑄（1965-），女，沈阳农业大学教授，博士，从事土壤侵蚀和农业节水研究。
第5期图3降雨雨强变化过程
Figure 3Changes of rainfall intensity during natural rainfall 图1裸坡、植被坡平面布置图Figure 1Floor chart of bare slopes and vegetaiton slopes 表1供试土壤粒径分析结果
Table 1The result of particle analysis of the test soil
供试土壤粒径Size of the tested soils/mm
所占比重Share /% 2.0~1.03.25 1.0~0.2542.320.25~0.0539.840.05~0.017.030.01~0.0051.210.005 ~0.0010.87<0.0015.48图2植被坡面布置形式
Figure 2Layout forms of vegetation slopes
2坡面流水力要素的计算
用流速、水力半径、雷诺数、弗汝德数、阻力系数表示坡面水流的水力学参数[7]。
（1）水力半径:R =A /X （1）
式中:A 为过水断面面积（cm 2）；X 为湿周周长（cm ）。假如细沟横断面为矩形，则:R =Bh /B +2h （2）
式中:B 为细沟的宽度(cm)；h 为细沟水流的水深(cm)。（2）雷诺数:Re =vR /υ
（3）式中:v 为流速(cm ·s -1)；υ为运动粘滞性系数(cm 2·s -1)，根据试验的水温查表而得。Re 反映水流的惯性力和粘滞力之比。如果Re <500，则水流为层流；如果Re ≥500，则水流处于紊流状态。
（3）弗汝德数:Fr =υ/gh
姨（4）式中：g 为重力加速度（m ·s -2）；h 为细沟水流的水深（m ）。Fr 是表征水流流型的重要参数，它反映水流的惯性力与重力之比。如果Fr <1，水流为缓流；如果Fr ≥1，水流为急流。
（4）阻力系数:f =8g RJ /υ2
（5）式中：J 为水流能坡，由于对坡面流速作平均化处理，采用坡面比降直接计算。阻力系数反映了坡面含沙水流在运动中所受的综合阻力大小。3结果与分析
选取2010年7月16日和2010年7月20日发生的2次降雨数据进行分析。根据自记雨量计记录的降雨资料，可绘出2次降雨过程中雨强变化过程如图3。
3.1流速v
由图4可见，与裸坡相比布设有植被的坡面水流流速明显要低于裸坡流速。根据河流动力学，流速的大小
王瑄等：天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究599··
第41卷沈阳农业大学学报图4流速变化过程
Figure 4Changes of runoff velocity during natural rainfall
图5雷诺数变化过程
Figure 5Changes of Reynolds number during natural rainfall 决定着水流对泥沙搬运强度[8]，因此，布设植被通过降低径流流速可以减弱其搬运泥沙的能力。两个设有植被的坡面流速相比，植被布设形式二的坡面流速要小于植被布设形式一的。因为降雨时，坡面径流主要是沿坡面方向不断向下汇集，而植被形式二的坡面更为有效的在坡面的中下部拦蓄坡面径流，也就更为有效的降低了坡面径流流速。
3.2雷诺数Re 沿程变化趋势
由图5可知，在试验条件下，水流的Re 为165～1830。根据一般水力学的划分标准判断，在2次天然降雨条件下，裸坡水流为紊流，而布设有植被的坡面水流流态会随着雨强的增大发生改变，但大多数时间为层流，水流的粘滞力的作用较强，而紊动性较弱。在2次天然降雨过程中，坡面水流的雷诺数变化和雨强的变化有着很好的一致性。雷诺数随着雨强的增大而增大，但是布设有植被的坡面水流的雷诺数要比裸坡低，而且随雨强改变产生的波动要小。原因是布设有植被的坡面，由于植被在消减径流能量和分散径流的同时，还增加了地表糙率，对延缓坡面流流速起到了重要作用;同时由于抑制了侵蚀的发展，
其形成的细沟不能充分发育，因此，布设植被的坡面流流速变化很小，使得整个雷诺数波动不明显。对于不同的植被覆盖形式来说，植被覆盖形式一的坡面水流雷诺数要大于植被形式二的坡面水流雷诺数。
3.3弗汝德数Fr 变化过程
由图6可知，在降雨初期雨强不是很大，坡面水流的Fr 均小于1，水流的流态为缓流。但随着雨强的增大，裸坡水流的Fr 迅速增大，流态随之变为急流。随着雨强的不断增大，布设有植被的坡面水流Fr 也相继变大，当雨强到达最强时，坡面水流Fr >1，其流态均属于急流。与裸坡相比，布设有植被坡面的Fr 变化要相对平缓，原因是由于有植被的存在，增加了坡面阻力，使得径流变化比较平缓，所以弗汝德数变化比较平缓。
3.4阻力系数f
由图7可知，在2次天然降雨过程中，水流阻力系数随着雨强的增大而减小的趋势。在降雨初期坡面阻力系数较大，随着雨强的增大，坡面流速的变大，阻力系数随之变小。阻力系数f 反映了径流在流动过程中所受阻力的大小，阻力系数越大，说明径流克服坡面阻力所消耗的能量就越大，而用于坡面侵蚀和泥沙输移的能量就越小，坡面侵蚀产沙就越少，表明植被对于坡面径流具有明显的拦截作用。
600··
第5期图6弗汝德数变化过程
Figure 6Changes of Froude number during natural rainfall
图7降雨坡面流阻力系数变化过程
Figure 7Changes of drag coefficient during natural rainfall
4结论与讨论
研究结果表明，天然降雨条件下，裸坡坡面流速要大于有植被覆盖的坡面。而且植被布设形式二的坡面流速要小于植被布设形式一的。天然降雨条件，裸坡坡面流雷诺数与弗汝德数跟雨强的变化有一定的相关性，而有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的化相对平稳。在天然降雨件下，坡面流阻力系数与雨强的关系密切，随着雨强的增大，坡面的阻力系数呈减小的趋势。而且有植被覆盖的坡面
流阻力系数要大于裸坡的。
试验分析表明，降雨强度和植被覆盖对坡面径流雷诺数、弗汝德数和阻力系数有重要影响。降雨强度的增大，一方面增大了水流的紊动性，使径流雷诺数和弗汝德数增大，另一方面使侵蚀产沙量增大。雨强的增大导致坡面径流流速增大，而坡面阻力系数减小。流速是反映天然降雨坡面水流水力学特征的重要指标，雷诺数是水流的惯性力与粘滞力之比，弗汝德数是水流的惯性力与重力之比，其中，惯性力起着扰动水体，并使其脱离规则运动的作用。植被的覆盖能够有效的减少径流能量和分散径流的同时，还增加了地表糙率，对延缓坡面流流速起了重要作用。植被的覆盖能有效增大坡面阻力系数。
天然降雨过程中坡面产生径流，而且有植被覆盖的条件下坡面水流动力学过程极为复杂，本研究仅是2次天然降雨过程下的结果，今后应多收集此方面的资料，做进一步的研究。
参考文献：
[1]张光辉．坡面薄层流水动力学特性的实验研究[J].水科学进展,2002,13(2):159－165．
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[5]GILLEY J E,KOTTWITZ E R,SIMANTON J R.Hydraulic characteristics of rills[J].Transactions of the ASAE,1990,33（6）:1900-1906.
[6]姚文艺.坡面阻力规律试验研究[J].泥沙研究，1996，3（1）：74-81.
[7]罗榕婷,张光辉,曹颖.坡面含沙水流水动力学特性研究进展[J].地理科学进展,2009,28（4）:567-574.
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水利学报,2004(11):119-123.
[责任编辑亓国]王瑄等：天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究601··
降雨对边坡稳定性的影响及防治措施
降雨对边坡稳定性的影响及防治措施 摘要：降雨是影响边坡稳定性的一个重要因素。通过阅读相关文献，首先简明列出了影响边坡稳定性的因素，然后按照土质边坡与岩质边坡的划分，详细阐述了降雨在边坡稳定中的影响与作用，最后就边坡工程中常见的治水措施做了充分的说明。 关键字：降雨；边坡稳定性；边坡治水 Effect of raining on slope stability and prevention measures Abstract:Raining is an important factor in slope stability. After reading some references, the influenced factors are briefly mentioned in the first part. Then the effect and action of raining on slope stability are given in detail according to the classification of terrene slope and rock slope. At last, some general water prevention measures are showed well. Key words: raining; slope stability; water prevention of slope 引言 降雨是产生边坡失稳的重要条件之一,崩塌、滑坡、泥石流等边坡失稳现象的发生和发展多受降雨等因素的控制。根据查阅有关资料统计,我国的边坡失稳大多与降雨有关。无论是少雨的西北地区,还是多雨的华南地区,从南到北,自东向西, 绝大多数的崩塌、滑坡、泥石流发生在雨季。特别是在暴雨之后往往出现大量的滑坡、崩塌等边坡失稳现象,而且损失惨重。如1982年7月重庆云阳地区连降暴雨，由于排水沟被堵、排水失效，大量水流渗人老滑体，使滑体内部抗滑力削弱，从而导致鸡扒子滑坡。滑坡滑坡体面积约0.77平方公里，总土石方量约1500万立方米。滑坡虽未造成人身伤亡，但毁坏房屋1730间，工农业生产直接经济损失共600万元。另外由于滑坡阻塞河道，给长江航运带来了极大的困难，造成约1000 万元的间接经济损失，另外航道整治费高达8000万元。1989年7月台风暴雨使东阳山区发生53处泥石流, 冲毁房屋、公路、汽车等, 经济损失达亿元。1991年5月后的暴雨期, 江苏省镇江市区发生滑坡68处, 受灾面积5万多平方米, 上百间房屋被淹没。综上,边坡的失稳与降雨有着密切的关系,降雨是激发边坡失稳的重要因素之一。
降雨对花岗岩残积土斜坡稳定性的影响
降雨对花岗岩残积土斜坡稳定性的影响 摘要：观察表明，绝大多数的山体滑坡是在一次降雨期间或之后发生的。雨水渗透到斜坡里会增加斜坡体重，使孔隙水压力改变，并减少土壤的抗剪强度。在非饱和土边坡上被当做负孔隙水压力的基质吸力，是影响边坡稳定性的仪的重要因素。利用有限元软件GEO-SLOPE-SEEP / W，本文通过模拟负孔隙水压力分布对一场降雨对孔隙水压力和边坡稳定性进行了分析。 通过对花岗岩残积土土坡的计算，本文详尽描述基质吸力对于边坡的稳定性的重要性。结果表明如果不考虑基质吸力，边坡的稳定性会被明显低估。这与相当多的实际情况不符。 花岗岩残积土的风化与解体 花岗岩风化残余的碎片是花岗岩在物理和化学共同的风化作用下形成的。在中国的贵州高原的东部，特别是广东，福建和广西的东南部，花岗岩分布非常广泛。在花岗岩残积土中，颗粒大于0.5毫米或小于0.074毫米的数量比介于0.074-0.5毫米之间的颗粒要多。与0.074毫米相近的颗粒粗颗粒的数量与细颗粒的数量相当。花岗岩风化的颗粒范围决定了其微观结构：粗颗粒被卡住并被自由氧化物和细沙包裹填充，所以空隙比大。 天然状态下的风化花岗岩骨骼就像一个刚架。当土壤被浸湿水泥被化解，刚性节点会逐渐被削弱变成铰接。从而减小土壤支撑力增加压缩变形。如果有一个自由面，在水泥完全溶解和节点完全破坏后，土壤的自由面会自然的崩溃瓦解。显然,如果土壤是第一次受到收缩、卸载、或其他干扰,有的甚至大多数刚性节点成为铰缝,当第二次将其浸入水中其软化和解构更快。一些研究显示,水软化和解体的花岗岩风化是一个复杂的过程,很难判断的数量(朱2002;陈2006;刘刘哲,2004)。为了分析降雨量分布对负面孔隙水压力和边坡稳定性影响，假设在高饱和区风化形成的坡面土壤残留花岗岩已经完全变软而倒塌在降雨，那么土壤抗剪强度将适当降低。 土坡的负孔隙水压力在降雨过程中或降雨之后的情况。 非饱和土是由土颗粒和水和空气组成。在土壤颗粒与水的相互作用过程中，土壤颗粒显示出了对保留水的兼容性。其机理是非常复杂的,但可以概括为吸附、毛细现象,即土力学中的基质吸力。土壤溶液中相对于土壤水分的溶质的保留叫做渗透吸力（杨2001）。研究表明，土壤吸力对土壤的影响小于基质吸力的影响。因此，土力学中指的吸力通常是指基质吸力。在非饱和土边坡内，基质吸力被看做负孔隙水压力。近年来,人们已经了解负孔隙水压力对提高边坡的稳定性的作用。并且开发了设备和方法来衡量负孔隙水压力。因此，在分析边坡稳定性时，考虑负孔隙水压力的剪切强度是合理的。这种方法是传统极限平衡分析法的延伸。 GEO-SLOPE-SEEP / W有限元模拟 CEO-SLOPE-SEEP / W的能力有限单元模拟非饱和渗流软件使得它能够模拟广泛的实际问题。该软件可以模拟多孔介质中水的移动和以云图的形式模拟孔隙水压力的分布，如土壤和岩石。它也能模拟和计算问题,如降雨渗透在斜坡上，水入渗实验，在土石坝渗流和瞬时。等等。 为了研究一场雨对边坡稳定性影响，这篇文章只考虑两层花岗岩风化崩坡的沉积和风化石土壤，分析了一个理想简化斜坡。在四种降雨强度下对负孔隙水压力分布进行了模拟。边坡和降雨的情况：覆盖在边坡上的花岗岩残积土的饱和渗透率
降雨入渗条件下边坡的稳定性分析
降雨入渗条件下边坡的稳定性分析 降雨入渗条件对边坡稳定性具有重要影响。在雨水的作用下，边坡土体的物理性质、水文条件等因素发生变化，可能导致边坡失稳，引发滑坡、沉降等问题。为了应对降雨入渗条件下的边坡稳定性问题，本文将介绍相关的分析方法，并提出相应的应对措施。 降雨入渗条件下，边坡土体的物理性质、水文条件等因素对边坡稳定性产生影响。在雨水的作用下，边坡土体含水量增加，土体强度降低，进而导致边坡稳定性下降。降雨入渗还可能改变边坡土体的力学性质，使其更易于发生变形和破坏。 为了评估降雨入渗条件下边坡的稳定性，可以采用极限平衡法和有限元法等数值方法进行分析。极限平衡法通过将边坡划分为若干条块，根据静力平衡条件计算出边坡的稳定性系数。有限元法则通过构建边坡的有限元模型，模拟降雨入渗条件下边坡的应力分布和变形情况，从而评估其稳定性。 根据稳定性分析的结果，可以采取以下应对措施以提高边坡稳定性：加强边坡支护：通过增加支护结构，如钢筋混凝土框架、预应力锚索等，提高边坡的抗滑能力。
加强雨水管理：通过优化排水系统，防止雨水在边坡上长时间积聚，降低边坡的湿度和温度，从而稳定边坡。 优化设计：通过对边坡进行优化设计，如调整坡度、增加重力式挡墙等，以提高边坡的稳定性。 植物防护：通过在边坡上种植植被，利用植物的根系固定土壤，减少水土流失，提高边坡的稳定性。 定期监测和维护：对边坡进行定期监测，及时发现和解决潜在的安全隐患，确保边坡的长期稳定性。 降雨入渗条件对边坡稳定性具有重要影响。在分析降雨入渗条件下的边坡稳定性时，需要充分考虑土体物理性质、水文条件等因素的变化，并采用适当的数值方法进行稳定性评估。根据稳定性分析结果，可以采取加强边坡支护、加强雨水管理、优化设计等应对措施，以确保边坡的稳定性和安全性。未来的研究方向可以包括进一步探讨降雨入渗条件下边坡失稳的机理和规律，以及发展更加精确和高效的数值分析方法，为实际工程中的边坡稳定性分析和设计提供更加有力的支持。随着经济的发展和人类活动的增加，边坡工程在水利、交通、采矿等领域的应用越来越广泛。然而，边坡的稳定性问题一直是工程实践中
降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳定性分析
降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳定性分析 降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳定性分析 黄土地区是我国西北地区广泛分布的一种特殊土壤类型，由于其孔隙特性、水分变化和力学性质的特殊性，黄土边坡的稳定性问题一直是工程建设中的重要难题之一。在降雨和蒸发的影响下，土壤中的气压变化会对黄土边坡的稳定性产生重要影响。本文将对降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳 定性进行分析。 首先，我们来了解一下黄土的特点。黄土是一种由风力侵蚀形成的黄色土壤，具有较高的含水量和较低的均匀度系数。黄土在干燥季节具有较高的强度和较低的可渗透性，但在降雨水分的作用下，其可塑性和可膨胀性增加，会导致边坡的失稳。而蒸发作用会导致土体表面水分迅速减少，进一步加重土壤的收缩和膨胀能力，增大黄土边坡的滑动和冲刷风险。 其次，我们需要考虑黄土边坡中的气压变化。在降雨过程中，土壤中的气体会被压缩和排出，形成土中气压。土中气压的变化对边坡稳定性具有重要影响。当边坡受到雨水浸泡时，土体中的孔隙水压和土中气压会同时增大，进而减小土体的有效应力，增加边坡的不稳定性。而在蒸发过程中，土壤中的气体被吸入并膨胀，形成一定的负压。 针对降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳定性分析，我们可以进行数值模拟，并通过边坡模型进行实验验证。首先，根据实际工程情况，选取代表性的黄土边坡样本，并测定其物理力学性质和水分变化特性。然后，建立黄土边坡模型，结合数值计算方法，模拟降雨和蒸发过程中土中气压的变化，并分析其对边坡稳定性的影响。最后，通过对比分析模拟结果
和实验数据，验证模型的准确性和可靠性。 研究结果显示，在降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土 边坡稳定性分析中，土中气压变化是一个重要因素。降雨引起的土中气压增加会导致边坡的孔隙水压增大，减小土体的有效应力，增加边坡的滑动风险。而蒸发过程中的土中负压会增加土体的强度和稳定性。因此，为了保证黄土边坡的稳定性，在设计和施工过程中应考虑土中气压的变化，并采取相应的技术措施，如增加防渗排水措施、控制侵蚀速度等，以提高边坡的稳定性。 综上所述，降雨-蒸发条件下考虑土中气压的黄土边坡稳 定性分析是一个复杂且具有挑战性的问题。通过对黄土边坡的物理力学性质、水分变化特性和土中气压变化的研究，可以为黄土地区的工程建设提供科学依据和设计指导。同时，加强对黄土边坡稳定性的研究，为工程安全和环境保护提供可靠的技术支持 综合研究结果表明，在考虑土中气压的降雨-蒸发条件下，黄土边坡的稳定性分析需要综合考虑土中气压变化对边坡的影响。降雨引起的土中气压增加会导致边坡的孔隙水压增大，从而降低边坡的有效应力，增加滑动风险；而蒸发过程中的土中负压可以提高土体的强度和稳定性。因此，在黄土边坡的设计和施工中，需要采取相应的技术措施来应对土中气压变化，如增加防渗排水措施、控制侵蚀速度等，以提高边坡的稳定性。此研究为黄土地区的工程建设提供了科学依据和设计指导，并为工程安全和环境保护提供了可靠的技术支持
基于Geo-studio的降雨条件下隧道弃渣场边坡稳定性分析
基于Geo-studio的降雨条件下隧道弃渣场边坡稳定性分 析 基于Geo-studio的降雨条件下隧道弃渣场边坡稳定性分析 摘要：隧道施工过程中产生的废渣需要合理处理，选择合适的弃渣场是一个重要的工程决策。然而，降雨条件下弃渣场边坡的稳定性需要特别关注。本文基于Geo-studio数值模拟软件，利用其自带的方法和模块，对降雨条件下隧道弃渣场边坡的稳定性进行了分析。通过设置合理的参数和模拟条件，得到了边坡在不同降雨条件下的变形和破坏情况，并提出了相应的建议。 1. 引言 隧道工程是现代交通建设的重要组成部分，隧道施工过程中产生的废渣需要合理处理，以保证施工过程的顺利进行和环境的保护。而选择合适的弃渣场是一个非常重要的工程决策，必须考虑到弃渣场的地质条件、排水条件以及降雨条件等因素。 2. 研究方法 本文采用Geo-studio数值模拟软件进行边坡稳定性分析。Geo-studio是一款专业的土木工程数值分析软件，具有较高的精度和可靠性。通过构建边坡模型、设置降雨条件和边界条件，可以模拟出边坡在不同降雨条件下的稳定性问题。 3. 建模与参数设置 基于实际工程情况，本文建立了边坡模型，并设置了合理的边坡坡度、土体的物理力学参数以及边坡的排水条件等。同时，为了模拟降雨条件下的稳定性分析，设置了不同的降雨强度和降雨时间，并考虑了土体的饱水状态对边坡的影响。
4. 模拟结果与分析 通过Geo-studio软件的数值模拟，我们得到了在不同降雨条 件下边坡的变形和破坏情况。分析结果表明，在较小降雨量和降雨时间的条件下，边坡的变形较小，稳定性良好；而在较大降雨量和长时间降雨的条件下，边坡的变形较大，甚至出现了破坏现象。此外，我们还观察到，土体的饱水状态会进一步加剧边坡的变形和破坏。 5. 结果讨论与建议 根据分析结果，我们认为，在选择弃渣场时需要考虑到降雨条件对边坡稳定性的影响。为了保证弃渣场的稳定性，可以采取如下措施：首先，要选择较为平坦的地形，避免在较陡峭的地势上建造弃渣场；其次，要合理设计边坡的坡度和防护措施，以提高边坡的稳定性；最后，要加强边坡的排水系统，减少降雨对土体产生的影响。 6. 结论 本文基于Geo-studio数值模拟软件，对降雨条件下隧道弃渣 场边坡的稳定性进行了分析。通过设置合理的参数和模拟条件，得到了边坡在不同降雨条件下的变形和破坏情况，并提出了相应的建议。这些分析和建议对于选择合适的弃渣场和保障工程的顺利进行具有重要的参考价值。 通过本文的分析和研究，我们得出以下结论：在降雨条件下，隧道弃渣场边坡的稳定性受到降雨量和降雨时间的影响。在较小降雨量和降雨时间的条件下，边坡的变形较小，稳定性良好；而在较大降雨量和长时间降雨的条件下，边坡的变形较大，甚至会出现破坏现象。此外，土体的饱水状态会进一步加剧边坡的变形和破坏。为了保证弃渣场的稳定性，建议选择较
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响 降雨是自然界中常见的现象，而降雨对于地质环境中的边坡稳定性具有重要的影响。 在不同的降雨条件下，不同类型的降雨对边坡的稳定性产生不同程度的影响。本文将重点 探讨降雨类型对边坡稳定性的影响，并探讨其可能的原因和解决方法。 在地质环境中，常见的降雨类型包括持续性降雨、短时强降雨、暴雨等。不同类型的 降雨对于边坡的稳定性造成的影响也不同，具体表现在下面几个方面： 1. 持续性降雨 持续性降雨通常会在较长的时间内持续不断地降落，其对于边坡的影响主要表现在土 壤水分的积累和渗透。由于土壤的吸水能力和渗透能力有限，过多的水分会渗透到土壤中，使土壤饱和，从而降低了土壤的抗剪强度，导致边坡的稳定性下降。持续性降雨还会增加 坡面产生裂隙和滑坡的可能性，对于边坡的稳定性造成不利影响。 2. 短时强降雨 短时强降雨是指在较短的时间内下大雨，其对于边坡的影响主要表现在对土壤的冲刷 和侵蚀。由于短时间内的大雨量会导致土壤迅速流失和冲刷，使得边坡表面土壤松动、坡 面产生裂隙，甚至引发表层土壤滑坡。而且，短时强降雨还会导致边坡上部的沟道加深、 沟壑扩大，进一步影响了边坡的稳定性。 3. 暴雨 暴雨是一种极端的降雨类型，其对于边坡的影响更加直接和严重。暴雨会导致大量的 降水瞬间涌入土壤中，使得土壤饱和并且产生滞留水。由于暴雨的降水强度大，还会对土 壤造成冲刷，增加了土壤的松动和滑动的可能性，从而使得边坡的稳定性受到了极大的威胁。 1. 水分对土壤抗剪强度的影响 不同类型的降雨在短时间内会改变土壤中的水分含量，使得土壤的力学性质发生变化。较大的水分含量会使得土壤中的极限剪切力减小，从而影响了土壤的抗剪强度。当土壤的 抗剪强度减小到一定程度时，土壤就会发生松动、滑动，从而导致边坡的稳定性下降。 2. 土壤侵蚀和冲刷加剧了边坡表面的破坏 三、降雨类型对边坡稳定性的影响及其防治措施
基于ABAQUS的降雨入渗作用下边坡稳定性分析
基于ABAQUS的降雨入渗作用下边坡稳定性分析 摘要：边坡稳定性是岩土工程中的一个重要问题，而降雨入渗会对边坡稳定性产生很大的影响。本文利用ABAQUS软件，对降雨入渗作用下的边坡稳定性进行了分析。首先，建立了边坡的数值模型，并进行了力学参数的网格划分和降雨入渗的边界条件设置。然后，通过分析边坡在降雨入渗作用下的位移变化和应力分布，评估了边坡的稳定性。结果表明，在较大降雨量和渗透系数的情况下，边坡的稳定性会受到严重的威胁，发生滑坡的可能性较大。 关键词：ABAQUS；边坡稳定性；降雨入渗；数值模拟；滑坡 1. 引言 边坡稳定性是岩土工程中一个重要而复杂的问题，尤其是在降雨入渗的作用下。降雨入渗会改变边坡的孔隙水压及地下水位，导致土体内部的饱和度增加，从而减小土体的摩擦角。同时，较大的降雨量还会对边坡施加额外的载荷，增大边坡的坡向力。因此，研究降雨入渗对边坡稳定性的影响，对于边坡设计和防护工程具有重要意义。 2. 研究方法 2.1 建立数值模型 在ABAQUS中，采用三维非线性有限元方法建立了一个边坡的 数值模型，边坡材料选用土体。为了模拟真实的边坡工程情况，考虑了边坡的坡度、坡高和土体的力学参数等因素。模型中将边坡划分为不同的单元，通过网格划分的方式划分了模型的力学参数。
2.2 设置边界条件 模型中设置了降雨入渗的边界条件，包括降雨的强度、时间以及渗透系数等参数。根据工程实际情况，选取了不同的降雨量和渗透系数进行模拟。同时，考虑了边坡土体与周围环境的接触情况，设置了边坡底部的固定边界条件。 3. 结果与分析 通过对模型进行计算分析，得到了边坡在降雨入渗作用下的位移变化曲线和应力分布图。根据位移变化曲线可以判断边坡是否发生滑动，根据应力分布图可以评估边坡的稳定性。 3.1 位移变化曲线 在较小降雨量的情况下，边坡位移变化较小，稳定性较好。但当降雨量增加时，位移变化明显增大，边坡的稳定性受到了很大的威胁。在较大降雨量和渗透系数的情况下，边坡位移急剧增加，发生滑动的可能性较大。 3.2 应力分布图 在边坡顶部，随着降雨入渗的发生，水压增大，土体的有效应力减小。土体的有效应力减小会导致摩擦力减小，使得边坡易于滑动。在边坡底部，水压的作用使得土体的有效应力增大，增加了边坡的坡向力，使得边坡的稳定性降低。 4. 结论 本文利用ABAQUS软件对降雨入渗作用下的边坡稳定性进行了 分析，得到了边坡位移变化曲线和应力分布图。研究结果表明，在较大降雨量和渗透系数的情况下，边坡的稳定性会受到很大的威胁，边坡发生滑动的可能性较大。因此，在工程实践中，应根据降雨入渗的情况对边坡进行合理的设计和防护。
降雨条件下土体边坡稳定性分析
降雨条件下土体边坡稳定性分析 郭方琴;刘伟平;汪和清 【摘要】Through the SEEP/W GeoStudio software and SLOPE/W module for unsaturated soils by using the finite element method and limit equilibrium method to calculate the rainfall under the condition of two-dimensional seepage and slope stability,combined with an example,analyzed the influence on the stability of the slope under different rainfall intensity,rainfall duration,rainfall and the variation of the safety factor after different duration.The heavy rain and in particular conditions and changes in the factor of safety of slope water boundary condition.The results showed that the rainfall intensity and rainfall duration have great influence on the slope stability,other conditions remain unchanged,the higher the rainfall intensity,safety coefficient was small; the safety coefficient with rainfall duration decreased gradually,the safety factor will continue to decline tends to be stable;and severe storms and safety coefficient of water showed the first boundary condition after decreasing surge again plunged again slowly rise,finally tends to be stable.%通过GeoStudio软件中SEEP/W模块和SLOPE/W模块分别对非饱和土采用有限元法和极限平衡法进行降雨条件下的二维渗流和边坡稳定性计算.结合算例,分析了不同降雨强度、不同降雨持时对边坡稳定性的影响,以及降雨后不同持时的边坡安全系数的变化,并且在特大暴雨条件和产生存水边界条件下边坡安全系数的变化情况.结果表明:降雨强度和降雨持续时间对边坡稳定性有很大影响,雨后边坡安全系数变化
降雨与地震共同作用下碎石土边坡的稳定性分析
降雨与地震共同作用下碎石土边坡的稳定性分析论文 本文对碎石土边坡在降雨和地震共同作用下的稳定性进行分析。一般来说，边坡受到地震和降雨的共同影响主要包括三个方面：地震波动引起的碎石土边坡滑动，降雨介质扩散引起的边坡渗漏和侵蚀，以及降雨介质增加边坡的体积质量。针对这些主要因素，对其稳定性的影响通过实验、数值模拟和数学模型分析加以研究。 首先，对碎石土边坡地震波动的影响进行研究。地震波动通常会对边坡的稳定性产生不良的影响，使边坡出现滑动并从而导致稳定性降低。因此，要确保边坡的稳定性，必须采取有效的措施，如提高边坡表层碎石土的粒度以及将边坡表层覆盖厚度加大，以增强边坡的抗震能力。 其次，对碎石土边坡受降雨影响的研究。降雨不仅会造成边坡表层碎石土材料的渗漏与侵蚀，而且也会增加边坡的体积质量，使边坡的稳定性受到影响。因此，必须采取一些防止渗漏的措施，如采用隧道和毛细管以及采用适当的滤液筛，以约束土壤中渗透的水量。此外，应采取一些措施，以减少边坡质量的增加，如采取适当的排水措施，采用符合地形形态的护坡坡面等。 最后，根据实验、数值模拟和数学模型的研究结果，总结出边坡的稳定性在地震与降雨共同作用下的影响规律。结果表明，地震波动主要对碎石土边坡的稳定性产生不良影响，因此需要采取一些有效的措施来增强边坡的抗震能力。而降雨影响则会对边坡的稳定性产生复杂的影响，必须采取一些措施来减少边坡表层材料的渗漏与侵蚀以及边坡体积质量的增加，才能有效
确保边坡的稳定性。 本文通过分析碎石土边坡在降雨与地震共同作用下的稳定性，指出地震波动会对边坡的稳定性产生不良影响，而降雨却会对边坡的稳定性产生复杂的影响，因此采取有效的防护措施是保证边坡稳定性的关键。
降雨对边坡稳定性的影响分析
降雨对边坡稳定性的影响分析 摘要：降雨是地质灾害的主要诱发因素之一，也是工程基坑边坡事故的主要诱发因素。边坡出现险情甚至直接导致了基坑的崩塌，也带来很严重的经济损失和人员伤害。因此，考虑降雨影响的土坡稳定分析已成为一个急需解决的复杂工程问题。 关键词：降雨对边坡影响；边坡稳定性；影响分析 Abstract: the rainfall is one of the main geological hazard factors, mainly induced by engineering excavation slope is accident factors. Slope danger even led directly to the foundation pit collapse, has also brought serious economic loss and personnel injury. Therefore, considering the effect of rainfall on slope stability analysis of complex engineering problems has become an urgent.Keywords: influence of rainfall on the slope; slope stability; impact analysis 引言：边坡在雨季容易产生滑坡这是一个普遍现象，正常情况下这些边坡是稳定的，但随着降雨时间的推移和雨水的入渗作用，一些看来十分可靠的边坡也可能在雨季发生滑坡。调查研究表明，绝大多数土坡失稳出现在降雨期间或降雨之后，可见降雨入渗对土质边坡稳定性影响具有重要意义。而且滑坡作为一种地质灾害，由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性，一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一，而降雨又是诱发边坡滑坡的主要原因之一。所以考虑降雨影响的土坡稳定分析已成为一个急需解决的复杂工程问题。 1．降雨对边坡稳定性影响的理论分析 1.1降雨入渗概念和理论 降雨入渗是指水分进入土壤的过程，是自然界水循环的重要环节。入渗实质上是水分在土壤包气带中的运动，是一个涉及两对流的过程，即水在下渗过程中驱替空气的过程。大气降水至地面即开始出现入渗现象，若地表上层土层湿度不大，在分子引力作用下降水被土粒介质吸收成为薄膜水。当薄膜水量达到最大值，入渗水则填充介质中的毛细裂缝形成毛细水，产生毛细下渗现象。若裂缝的开度很不均匀时，毛细水只能填充裂隙开度较小的那部分体积，开度较大的那部分裂缝仍为空气所占据，介质处于非饱和状态，形成非饱和渗流。 降雨入渗是一个复杂的过程，包括坡顶入渗、坡面入渗、顺裂隙入渗、裂隙向土体渗流和重力条件下土体内渗流等多种形态。当降雨强度小于边坡土体渗透系数时，降雨很容易渗流到土体深部饱和区，直接补给地下水，而浅部土体难以达到较高的饱和度，边坡处于稳定状态。 当降雨强度大于边坡土体的入渗率时，一方面雨水使土体边坡浅层迅速达到饱和，坡面形成地表径流，对坡面造成冲刷;另一方面雨水渗透到坡体内部，引
论降雨类型对边坡稳定的影响分析
论降雨类型对边坡稳定的影响分析 摘要：山体滑坡是世界各地常见的地质灾害之一，威胁着我们的生命以及财产 安全。 本文通过使用GeoStudio的边坡稳定分析模块采用Morgenstern-price法研究 了降雨类型对边坡稳定性的影响。 关键词：GeoStudio；降雨类型；边坡稳定； 为研究降雨类型对边坡稳定性的影响，本文在保持相同降雨时间和降雨量的 前提下，采用递增型、递减星、峰值型、均强型、双峰型降雨进行模拟，来研究 降雨类型对该边坡稳定性的影响。用Morgenstern-price法计算得到的边坡各截面 的安全系数如下图所示： 在以上三幅图中，降雨类型对边坡安全系数影响比较明显的为截面1和2， 截面3在不同降雨类型下边坡变化不是非常明显，这是因为1截面和2截面的滑 面均处于含碎石粉质粘土中，3截面处于坚固的强风化炭质页岩中，因此降雨类 型对其影响不大。 通过图4和图5可以发现，等强降雨模型下边坡的安全系数下降幅度最为明显。在降雨的过程中，持续降雨的前12小时对边坡内部孔隙水压力和体积含水 率的影响最大。在本次研究不同降雨类型对边坡稳定性的影响模拟中，等强降雨 模型下降雨持续72小时，边坡土体虽然不是最先到达临近饱和的状态，但是土 体在降雨12小时后土体的体积含水率和孔隙水压力一直处于较高的水平，持续 到降雨结束。 其他降雨模型虽然在降雨后不久就孔隙水压力和体积含水率就到达较高的状态，但是因为降雨强度的不断减小，体积含水率和孔隙水压力也随之下降，递减 降雨模型下孔隙水压力和体积含水率的变化就是如此。其他降雨模型没有让孔隙 水压力和体积含水率在较高的状态持续更长的时间，因此边坡安全系数下降的幅 度不如等强降雨模型。 在降雨后期，递增降雨模型的降雨强度较大，对边坡稳定性的影响幅度也在 逐渐增大。从图1和2可以看到，降雨持续28小时后到降雨停止，边坡1截面 和2截面的安全系数的下降速度在随着降雨强度的增大而增加，也从侧面反映了 降雨强度对边坡稳定性的影响。 边坡三个截面在不同降雨模型下边坡最危险滑面的位置变化幅度不是很明显，将均强降雨模型下的最危险滑面位置作为代表，如下图所示： 从以上图中信息可以发现，边坡1截面滑面底部有些许入侵到三号地层，因 此在安全性上比最危险滑面全部处于含碎石粉质粘土的2截面要好一点，1截面 的最低安全系数也说明了这一点，比2截面的最低安全系数要大上些许，3截面 最危险滑面处于强风化炭质页岩中，安全系数最大，发生破坏的可能性最小。 边坡1截面在不同降雨类型下采用不同计算方法得到的边坡安全系数随时间 的变化曲线如下所示： 图6 边坡1截面在递减降雨模型、递增降雨模型下边坡安全系数随时间的变
道路边坡稳定防护论文
道路边坡稳定防护论文 摘要：道路边坡稳定是保证道路安全运行和避免坍塌事故的重要前提。我国目前针对道路边坡稳定性的研究在理论上和实践上需要更加深入。要搞好道路建设和环境保护，确保道路边坡稳定、安全，要深入了解道路边坡失稳的影响因素（诸如土质、水文、气候等），正确地评价道路边坡稳定性，灵活采用不同的道路边坡防治措施，加强道路边坡设计和施工管理。 前言 随着我国经济的持续稳定发展，城市正在快速的膨胀和扩张，我国城市道路建设正在飞速的发展。城市道路虽然提升了各个城区的交通能力，但由于受各城区地质条件的限制，加上雨水的冲刷，使得公路由于边坡稳定性的下降衍生出许多工程灾害事故，例如边坡侵蚀、坡面坍塌等，而这些灾害事故的产生不仅会造成重大的经济损失，对人民群众的生命安全也是一种潜在的威胁。如何选择适当的边坡保护形式以提高边坡稳定性，已成为道路建设急需解决的重要研究课题之一。本文针对边坡稳定性的影响因素和分析方法进行探讨，并对边坡防护体系谈一些看法。 1边坡稳定性影响因素
当边坡成型后，多会受到自然环境或人为环境的影响，导致边坡稳定性减低，造成崩塌破坏。边坡失稳的原因大致可以分为潜在影响因素和诱发影响因素两类。 1.1潜在影响因素 （1）地形因素：现今地形的呈现多是由自然或人为因素所造成，在地形的表现上包括坡高、坡宽、坡度及坡向等。而这些因素将决定边坡建成后会受到环境的影响程度。坡度对边坡的影响最直接，坡度过大不利于植物生长且边坡组成成分如土壤及岩石就容易失去力学 平衡，造成边坡失稳，最后可能引发严重土壤侵蚀或山崩等边坡破坏，因此一般坡度愈大，边坡稳定度愈低。 （2）地质材料因素：边坡主要由单一或多种地质材料所组成，材料特性的优劣，将直接影响边坡的稳定性，地质材料的组成成分包括矿物的种类、组织、胶结状况、成岩时间等，其外在的表现则为岩性、土壤种类、力学强度及抗风化能力。 （3）地质构造因素：地质构造是影响边坡稳定性最主要的因素之一。当岩体中存在不连续结构面如层面、节理、劈理、片理、剪裂带及断层等，会使岩体成为不连续或破碎的岩石，降低岩体强度或提高受风化的影响，而此不连续结构面的存在也容易发展成破坏滑动面，提高边坡的不稳定性。一般而言，不同的坡型其稳定性由好到坏为斜交坡、逆向坡与顺向坡。因此地质构造的方向性、分布密度、分布大小及性质的不同，将对边坡稳定产生相当的影响。
降雨和蒸发对土质边坡稳定性的影响
降雨和蒸发对土质边坡稳定性的影响 降雨和蒸发对土质边坡稳定性的影响 引言： 土质边坡稳定性问题一直以来都是工程领域中的热点问题之一。降雨和蒸发是地表水循环的重要组成部分，也是导致土质边坡稳定性问题的主要因素之一。本文将重点探讨降雨和蒸发对土质边坡稳定性的影响，并分析其机理和相互作用。 一、降雨对土质边坡稳定性的影响 1.1 降雨的渗透作用 降雨的渗透作用是指降雨水分进入土体的过程。当土壤含水量过高时，会使土体饱和，进而导致土壤的抗剪强度降低，增加土体的液化风险，从而影响土质边坡的稳定性。同时，降雨水分的渗透还会引起土壤内部的“饱和线”变化，增加土体的内摩擦角，降低土壤的稳定性。 1.2 降雨的冲击作用 降雨水分在施加到土壤表面后，会通过重力作用向下冲击土体。这种冲击作用会造成土体的压实，使土体整体密实度增加，进而增加土体的抗剪强度，提高土质边坡的稳定性。但是当长时间的降雨冲击作用下，土壤中的水分逐渐增多，会导致土体饱和，陆续发生液化现象，使土质边坡失稳。 1.3 降雨的侵蚀作用 降雨水流将会在边坡表面产生流动，形成和扩大水流路径。这种侵蚀作用会导致土质边坡地面表层的土壤颗粒逐渐被冲刷走，使边坡表面土壤的含水量大大增加。同时，侵蚀作用还会削弱土体的抗剪强度，加速边坡的下滑和崩塌。 二、蒸发对土质边坡稳定性的影响
2.1 蒸发引起土壤干缩 蒸发是水分从土壤表面向大气中转化的过程。当土体过于干燥时，由于水分的蒸发，土壤中水分含量会大大减少，导致土体干缩。这种干缩会使土壤颗粒之间的接触点增多，进而增加土壤的摩擦力和内聚力，提高土体的抗剪强度，增加边坡的稳定性。 2.2 蒸发引起土壤裂缝 蒸发引起的土壤干燥还会导致土体表层产生裂缝。这些裂缝会使土壤中的水分迅速向下渗透，增加土体内部的含水量，削弱土壤的稳定性。此外，当降雨再次降临时，水分进入裂缝中，通过填充作用，使得裂缝变大、变长，甚至诱发边坡的滑坡和崩塌。 三、降雨与蒸发的相互作用引起的土质边坡稳定性问题当降雨和蒸发同时存在时，它们之间存在着相互作用关系，会对土质边坡的稳定性产生更为复杂的影响。在降雨期间，降雨的水分将通过渗透作用进入土壤中，影响土体的稳定性。而在降雨停止后，土壤中的水分通过蒸发作用逐渐减少，导致土壤的干缩，进一步影响土体的稳定性。 此外，降雨和蒸发的相互作用还会导致边坡表面土壤的变化。降雨水流会通过边坡表面的水流路径，产生侵蚀作用，削弱土壤的稳定性。而蒸发则会使土壤干燥，引发裂缝的产生和扩大，使得土壤的稳定性进一步下降。这些相互作用的复杂影响使得土质边坡的稳定性分析与预测更为困难。 结论： 降雨和蒸发是导致土质边坡稳定性问题的主要因素之一。降雨通过渗透、冲击和侵蚀作用影响土体的稳定性，而蒸发通过干缩和裂缝作用影响土体的稳定性。降雨和蒸发之间存在相互作
间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析
间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析 近年来，由于全球气候变化的影响，强降雨事件频发，给边坡稳定性带来了严峻的挑战。在陡坡地区，土壤的水分入渗和排水都会对边坡的稳定性产生重要影响。进行间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析具有重要的研究意义。 Green-Ampt入渗模型是一种广泛应用于岩土工程领域的入渗模型，其模型基于土壤水分运动方程和达西定律，描述了降雨入渗时土壤中水分含量随时间和空间的变化规律。通过该模型，可以有效地计算土壤的入渗深度和入渗速率，从而为边坡稳定性分析提供重要的参数。 在进行基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析时，首先需要确定边坡的几何形状和土壤参数。然后，根据实际情况构建间歇性强降雨事件的降雨模型，考虑降雨的强度、持续时间和间歇时间等因素。接下来，利用Green-Ampt入渗模型计算出降雨过程中土壤的入渗深度和入渗速率。将得到的入渗参数输入到边坡稳定性分析模型中，进行边坡的稳定性分析。 通过对间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析，可以得到边坡在不同降雨条件下的稳定性指标，如安全系数、位移等。通过对比不同降雨条件下的稳定性指标，可以评估边坡在间歇性强降雨条件下的稳定性变化情况，为工程实践提供科学依据。 需要注意的是，Green-Ampt入渗模型在实际应用中存在一定的局限性。模型假设土壤是均质、各向同性的，忽略了土壤结构和渗透性的差异对入渗过程的影响。模型没有考虑降雨对土壤表面产生的流失和冲刷作用。在进行边坡稳定性分析时，需要综合考虑降雨入渗、土壤侵蚀等多个因素，尽可能提高分析的准确性和可靠性。 间歇性强降雨下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析是一项复杂而且重要的研究课题。通过该分析，可以更好地理解边坡稳定性在强降雨条件下的变化规律，为应对气候变化带来的挑战提供科学的参考和决策依据。也需要不断完善和改进入渗模型，提高其在工程实践中的适用性，为地质灾害防治和工程设计提供更好的技术支持。【这段文字很棒，我不知道该如何修改，希望您能满意。】 人们生活在这个世界上，气候是我们无法选择的，然而气候变化会对人们的生活产生一定的影响。在一些地区，由于降雨过程的特殊性，降雨过程中产生的径流量对地下水资源的消耗也会有一定的影响，也会对边坡稳定性产生影响。为了更好地了解间歇性强降雨对边坡稳定性的影响，本文将利用Green-Ampt入渗模型对间歇性强降雨下边坡稳定性进行分析。
考虑降雨影响的深基坑边坡稳定性分析
考虑降雨影响的深基坑边坡稳定性分析 颜方方;黄伦超;周千凯;邓凌谨 【摘要】以大源渡航电枢纽二线船闸基坑工程为例,结合饱和-非饱和理论,通过有限元软件Geo-Studio中seep/w模块和slope/w模块建立二维数值模型,对强降雨情况下边坡渗流状态进行分析,得到边坡内部含水率和孔隙水压力变化规律以及安全系数和滑裂面的变化情况.结果表明:随着降雨历时的增加,坡面含水率逐渐增加,雨水不断向更深层土体入渗,地下水位线不断上升,基质吸力逐渐消散,坡体表面形成暂态饱和区,安全系数随之减小.降雨停止后,水分逐渐流出坡体,含水量逐渐减小,地下水位随之逐渐下降,正孔压减小,基质吸力逐渐恢复,安全系数逐渐增大.降雨入渗对边坡浅层土体影响较大,对深层土体影响较小,一般形成浅层破坏. 【期刊名称】《水运工程》 【年(卷),期】2019(000)003 【总页数】6页(P24-28,46) 【关键词】降雨入渗;孔隙水压力;边坡稳定;有限元分析 【作者】颜方方;黄伦超;周千凯;邓凌谨 【作者单位】长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙410114;长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙410114;湖南省交通规划勘察设计有限公司, 湖南长沙410008;湖南省水运建设投资集团有限公司, 湖南长沙410011 【正文语种】中文 【中图分类】U641
基坑边坡失稳是较为常见的工程事故，引起边坡失稳的原因有很多，大量数据统计显示，降雨是引起边坡失稳的主要因素之一，特别是历时长、强度大的暴雨更是边坡失稳的重要诱因[1]。绝大多数边坡破坏都发生在降雨期间或降雨后。根据《中国重大地质灾害实例分析》的记载，记录在案的全世界200多起重大地质灾害事件中，因为降雨引起的事件就达115次，接近总事件数的23[2]。而现有规范对边坡进行稳定计算时，一般将降雨入渗转化为地下水位的抬高来进行计算，按这种计算方法得出的结果往往与实际情况存在较大差异。 针对上述问题，本文选取大源渡航电枢纽二线船闸基坑上闸首处断面，运用有限元软件，结合饱和-非饱和理论，对降雨入渗条件下边坡渗流场变化及边坡稳定性进行分析，得出一系列结论，为工程实际提供参考。 1 工程概况及计算模型 1.1 工程概况 大源渡航电枢纽二线船闸基坑位于衡东县大源渡镇下游,轴线距离原一线船闸轴线100 m，闸室有效尺度为280 m×34 m×4.5 m(长×宽×门槛水深)，具体布置见图1。 图1 二线船闸基坑布置 地勘资料显示，闸首、闸室主要由第四系覆盖层和板溪群五强溪组的板岩组成，闸室地面高程55.39～58.62 m，最大开挖深度可达29 m，整个闸室下伏基岩为板溪群板岩，呈单斜构造，岩层产状为走向290°～310°、倾角55°～70°。上、下导航墙处地层主要由素填土、粉质黏土、圆砾及全强风化板岩组成，地下水类型主要为表层覆盖层孔隙水及下伏板岩风化层中的裂隙水，稳定地下水位高程为39.64～43.88 m。上游引航道边坡开挖深度12～17 m，最高边坡可达22 m，边坡组成主要为素填土、粉质黏土、粉砂、细砂、圆砾，坡脚主要处于圆砾层或全强风化板
降雨对岩土边坡稳定影响的实例分析
降雨对岩土边坡稳定影响的实例分析 黄龙波;汪洪星;谈云志;吴军 【摘要】以建始县红土坪新城区红土中路K1+140-360右侧安置点边坡为例,采用有限元强度折减法及Mohr-Coulomb屈服准则对边坡进行数值模拟,分析不同降雨入渗时间岩土边坡渗流路径、渗流速度和孔隙水压力对岩土边坡稳定性的影响.计算结果表明:随着降雨时间的持续,岩土边坡卵石土层中的渗流路径进一步向水平向倾斜,中风化砂岩层中的入渗深度进一步增大,开始在坡脚处产生水平向的渗流,坡体内地下水的流动速度加快,对渗透通道里面的岩土体(卵石土层、强风化砂岩层)中产生冲刷,造成细颗粒的流失,从而导致整个开挖边坡的稳定性急剧下降.持续降雨作用下,边坡土体含水率急剧增加,进而饱和,导致边坡土体基质吸力下降,开挖边坡的稳定性降低. 【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2016(038)004 【总页数】6页(P40-45) 【关键词】边坡稳定性;降雨持续时间;数值模拟;有限元强度折减 【作者】黄龙波;汪洪星;谈云志;吴军 【作者单位】三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌
443002;三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室,湖北宜昌 443002;三峡 大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北宜昌 443002 【正文语种】中文 【中图分类】TU43 近年来我国频繁遭遇强降雨等极端天气，由此而带来的边坡安全问题受到国内外专家和工程界的关注，而边坡失稳滑坡主要发生在雨季，多是由于降雨所导致的．自然雨水的大量入渗使边坡土体饱和而使其容重增加，随着降雨入渗，土体含水量增大，土粒间的孔隙水压力也随之增加，非饱和区基质吸力降低，土体抗剪强度下降，当降雨的强度和持续时间超过一定程度时，便可能导致边坡失稳．目前国内外一些专家学者在土体渗透性和抗剪强度[1]、非饱和土孔隙水压力[2]、降雨强度、土坡 坡度及植被根系等方面进行了相应的研究．研究方法有足尺模型试验，数值模拟等．实验方面，林鸿州等[3]都在足尺实验中实现了边坡的降雨型破坏，实验结果 与真实情况很接近；Tsaparas等[4]利用假想的边坡分析了降雨量、降雨持时、初始水位、渗透性对降雨诱发滑坡的影响，发现上述参数的取值对计算结果影响较大．进行这类问题的数值计算，可采用有限元法或简化方法进行非稳态渗流计算[5]，用极限平衡法或强度折减有限元法进行边坡稳分析[6]． 本文首先分析了对红土中路-东路边坡稳定有影响的因素，然后采用有限元方法探 讨了不同降雨入渗条件下，边坡的地下水流动路径、地下水流动速度、边坡孔隙水压力对边坡稳定性的影响，从而对边坡的稳定性作出评价，为工程决策者提供参考．建始县城西北的业州镇红土坪村管辖范围的红土中路HZK1+140-HZK1+360右 侧集中修建一还建安置点，占地约3 300 m2．根据山区地形特点及当地风俗习惯，整个安置点场区设计为一个阶地，整体与红土中路顺接，规划安置户沿红土中路单排布置12×10 m户型．为了符合安置点建设的场地要求，有必要在现有红土中路