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降雨条件下边坡暂态饱和区形成条件与演化特征数值分析
引用本文:邱祥,蒋煌斌,欧健,付宏渊,马吉倩.降雨条件下边坡暂态饱和区形成条件与演化特征数值分析[J].水利学报,2020,51(12):1525-1535.
作者姓名:邱祥  蒋煌斌  欧健  付宏渊  马吉倩
作者单位:长沙理工大学 土木工程学院,湖南 长沙 410114;长沙理工大学 道路结构与材料交通行业重点实验室,湖南 长沙 410114;长沙理工大学 交通运输工程学院,湖南 长沙 410114;湖南省地质矿产勘查开发局四〇二队,湖南 长沙 410004;长沙理工大学 土木工程学院,湖南 长沙 410114
基金项目:国家自然科学基金项目(51908073,51838001);湖南创新型省份建设专项经费项目(2019SK2171);湖南省教育厅科学研究项目(18C0188);长沙理工大学土木工程优势特色重点学科创新性项目(18ZDXK15)
摘    要:为分析降雨入渗条件下边坡暂态饱和区形成条件与演化特征,开展不同坡度条件下边坡降雨入渗数值模拟计算,分析降雨条件下边坡暂态饱和区形成条件,研究降雨强度、饱和渗透系数、坡度等多因素对边坡暂态饱和区演化特征的影响。研究结果表明,降雨条件下边坡暂态饱和区的形成条件为:①降雨强度大于等于岩土体饱和渗透系数;②降雨入渗进入饱和状态土控制入渗阶段。降雨条件下,降雨入渗影响区、暂态饱和区均持续向下扩展;降雨停止后,地下水位线以上的岩土体孔隙水压力、体积含水气量持续降低,且地下水位线不断升高。降雨强度小于岩土体饱和渗透系数时,降雨入渗影响区扩展速率与降雨强度呈正相关;降雨强度大于等于岩土体饱和渗透系数时,降雨入渗影响区、暂态饱和区扩展速率受降雨强度影响较小。降雨期间,降雨入渗影响区、暂态饱和区扩展速率与饱和渗透系数随深度的变化率δkz呈正相关,孔隙水压力峰值与δkz呈负相关;降雨停止后,地下水位线、孔隙水压力峰值与δkz呈正相关。降雨初期,降雨入渗影响区面积、孔隙水压力峰值与坡度呈正相关;降雨后期及降雨停止后,降雨入渗影响区面积、暂态饱和区面积、地下水位线高度与坡度呈负相关。

关 键 词:边坡工程  降雨入渗影响区  暂态饱和区  孔隙水压力  体积含水气量
收稿时间:2020/4/20 0:00:00

Numerical analysis of formation conditions and evolution characteristics of transient saturation zone of a slope under rainfall conditions
QIU Xiang,JIANG Huangbin,OU Jian,FU Hongyuan,MA Jiqian.Numerical analysis of formation conditions and evolution characteristics of transient saturation zone of a slope under rainfall conditions[J].Journal of Hydraulic Engineering,2020,51(12):1525-1535.
Authors:QIU Xiang  JIANG Huangbin  OU Jian  FU Hongyuan  MA Jiqian
Affiliation:School of Civil Engineering, Changsha University of Science&Technology, Changsha 410114, China;Key Laboratory of Road Structure and Materials Transportation Industry, Changsha University of Science&Technology, Changsha 410114, China;School of Traffic&Transportation Engineering, Changsha University of Science&Technology, Changsha 410114, China;Team 402, Hunan Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Changsha 410004, China
Abstract:
Keywords:slope engineering  rainfall infiltration  transient saturation zone  pore water pressure  volumetric water vapor content
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