考虑流固耦合的降雨入渗过程对非饱和土边坡的影响研究

流固耦合是指固体在渗流场作用下的变形行为以及固体变形对渗流场影响这二者相互作用的 理论,在探讨了渗流场与应力场相互作用机理后,提出了考虑渗流与应力直接耦合作用的非饱和土质边 坡雨水入渗过程影响的有限元计算模型分析方法。基于ＡＢＡＱＵＳ分析软件,考虑了流固耦合和土水特 征曲线,结合一典型非饱和土质边坡算例,对土坡受降雨入渗的影响进行了有限元数值模拟研究,得出 了非饱和土质边坡基质吸力、饱和度、变形和稳定性受降雨影响的变化特征规律,指出了在工程设计中 考虑耦合作用和雨水入渗影响的合理性和必要性,为进一步研究和相关工程设计防护提供参考。     

降雨对土质边坡稳定性影响的研究分析

水库边坡保持稳定是水库正常使用的前提和基础,降雨是边坡稳定性的重要影响因素.通过Geo-studio软件构建土质边坡模型,模拟在降雨条件下土质边坡稳定性特征参数的变化情况,研究结果表明:边坡土体在降雨的整个周期过程中稳定性特征参数不断减小,直至在雨停后的1d左右达到最小值,随着停雨期的不断延长,边坡稳定性特征参数不断缓...     

降雨入渗对边坡浅层稳定性的影响

为研究降雨入渗对边坡浅层滑动面稳定性的影响,基于非饱和渗流理论,分析浅层滑动面在降雨期和停雨期的渗透系数和孔隙水压力,得出了边坡浅层滑动面稳定性的变化规律。结果表明降雨期间,坡脚处孔隙水压力增大至饱和,坡顶处孔隙水压力持续增大接近饱和,停雨后坡顶处孔隙水压力降幅大于坡脚处;降雨前期各滑动面稳定性均持续减小,降雨后期坡顶滑动面安全系数趋于收敛,但坡脚滑动面安全系数仍持续减小;停雨后浅层滑动面安全系数均增大,深层滑动面则呈波动状态。     

降雨入渗对边坡稳定性影响分析

基于多孔介质饱和-非饱和渗流理论,模拟降雨入渗条件下边坡暂态渗流场:基于非饱和土抗剪强度理论和边坡饱和一非饱和渗流分析结果,利用极限平衡理论研究了降雨强度、降雨持续时间、前期降雨以及不同降雨方式对边坡稳定性的影响.算例分析表明,随着降雨的人渗,边坡顶部非饱和区缩小,并出现局部暂态饱和区.导致边坡土体基质吸力、抗剪强度下降,从而导致边坡稳定性的降低;降雨强度对边坡稳定影响显著.降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关;前、后两次降雨对边坡稳定的影响与间隔时间密切相关:在降雨量相同的情况下,不同的降雨方式对边坡稳定性也有较大影响.     

降雨对土质边坡稳定性的影响研究

采用有限单元法对土质边坡降雨入渗过程进行了模拟,在此基础上运用极限平衡原理对边坡的稳定性进行了分析,揭示了不同雨型土质边坡的入渗过程,以及边坡稳定安全系数的变化情况,对今后边坡的治理、分析计算具有一定的参考价值。     

降雨入渗对非饱和土边坡稳定性影响的参数研究

为了研究饱和渗透系数与土水特征曲线对降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性的影响，利用ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件进行数值计算，对不同工况下的非饱和土边坡进行瞬态渗流分析与稳定性分析。研究结果表明，饱和渗透系数是影响非饱和土渗透性的关键因素，其对边坡稳定性与边坡破坏形式有重要影响。应力作用与干湿循环对非饱和土渗透函数形态的影响与其对土水特征曲线形态的影响一致，考虑其影响对于非饱和土边坡稳定性计算与评价是更安全合理的。     

降雨入渗非饱和渗流对水库边坡稳定的影响

应用饱和—非饱和多孔介质渗流理论建立了水库边坡的非稳定饱和—非饱和渗流分析模型,然后根据实际降雨资料选取1个典型时段计算了某水库边坡在降雨入渗时的非稳定饱和—非饱和渗流场,分析了该水库边坡在降雨入渗条件下的非稳定渗流场对边坡稳定性的影响,并提出了加强排水的建议,以减少降雨入渗提高边坡稳定性。     

降雨类型对粉土边坡渗流及稳定性的影响

为研究不同降雨类型下雨强峰值位置和出现次数对边坡渗流及稳定性的影响,以粉土边坡为例,采用Geo-studio对6种不同雨型下边坡土体体积含水率、孔压及湿润锋入渗深度的变化规律进行研究,探讨雨强峰值位置和出现次数对边坡稳定性的影响。结果表明,雨强峰值出现越早或出现次数越少,湿润锋入渗深度越深;雨强峰值出现越早或出现次数越多,边坡稳定性越差;前峰雨是所有雨型中最危险的雨型。     

降雨入渗条件下边坡的稳定性分析

把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化为图论中的最短路问题,基于饱和-非饱和渗流有限元计算得到的应力场和渗流场来计算边坡的最危险滑动面及其安全系数,在降雨入渗过程中,考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响,采用修改的Mohr-Coulomb破坏准则来计算非饱和边坡的抗剪强度。降雨入渗过程及其对边坡力学行为的影响采用一个二维的有限元渗流-应力耦合程序进行分析,研究降雨入渗过程对边坡的孔隙水压力、位移以及安全系数的影响,计算结果表明,在降雨入渗过程中,边坡的安全系数在不断减小,降雨停止之后,边坡的安全系数还会持续减小一段时间,随着排水的不断进行,边坡的安全系数又会逐渐增大。     

降雨对路堤边坡影响的数值模拟研究

以云南某路堤边坡工程为依托,利用GEO Studio有限元软件进行数值模拟,采用渗流-应力耦合的方式,研究降雨强度、降雨时长、土体渗透系数对边坡孔隙水压力及稳定性影响。研究结果表明：降雨强度越强,边坡表层的孔隙水压力上升就越快,边坡达到暂态饱和的区域也会增大;降雨持时的增长会使边坡表层孔隙水压力呈现先快后慢的上升特点,且暂态饱和区会由坡脚逐渐上移;土体渗透系数影响雨水的入渗速率,当其小于降雨强度时,边坡表层孔隙水压力变化明显,反之则不明显。边坡稳定性随着降雨强度、降雨时长、土体渗透系数的增大而降低,拟合后边坡稳定性与降雨强度呈指数递减型关系,与降雨时间呈线性递减关系,与土体渗透系数呈指数递减型关系。     

降水作用下非饱和土边坡稳定性研究

基于非饱和渗流理论,运用有限元渗流分析软件,模拟了降水作用下田家院子滑坡瞬态渗流场的变化,对滑坡进行了稳定性计算分析,研究了短期降水、持续降水作用下非饱和土边坡稳定性变化规律,计算结果表明:降水时长为2 d时,滑坡稳定性系数在降水期间急剧下降,降水后经历波动调整,最后以每天约0.01的趋势上升;降水持续时间为5 d时,滑坡稳定性系数在降水后期下降速度变缓甚至保持平稳状态。引入饱水面积比的概念,探讨了降水时非饱和土边坡的稳定性系数与地下水位之间的关系,结果表明:滑坡稳定性系数随滑坡体剖面饱水面积比的增大而减小,两者之间呈线性关系,当饱水面积比为0.49时,田家院子滑坡处于极限平衡状态。     

降雨入渗下非饱和土边坡临界稳定性分析

运用分形模型预测非饱和土的土水特征曲线与导水系数曲线,结合孔隙气体流动分析,模拟降雨入渗条件下的一维非饱和渗透过程。根据非饱和土抗剪强度的分形模型,导出降雨入渗下非饱和土边坡临界深度公式,并分析了影响边坡稳定性的因素。非饱和土的分维与进气值影响土体的水理性质。分维影响降雨的入渗速度与入渗深度,而进气值影响降雨入渗下土体吸力的变化曲线形态。非饱和土的饱和导水系数与降雨强度对边坡稳定性影响较大,在降雨强度远大于非饱和土的饱和导水系数时,孔隙气体在降雨入渗过程中将产生气压,对吸力产生影响。     

降雨要素对填方路基边坡稳定性影响的仿真分析

降雨是引起边坡失稳的主要原因之一,其中降雨强度和降雨历时在边坡稳定相方面起主要作用。基于渗流力学、土力学等理论,考虑不同降雨要素对饱和-非饱和填方路基边坡稳定性的影响,采用Flac3D有限差分软件进行数值模拟,得出不同降雨强度和降雨历时条件下填方路基边坡稳定系数,通过降雨要素与填方路基边坡稳定系数关系的分析,探讨了填方路基边坡的安全性问题,为有效指导路基边坡防护工作提供理论基础和定理依据。     

用降雨容量法进行土坡非饱和稳定性分析

建立在土坡饱和-非饱和渗流计算和土坡非饱和稳定性计算基础上提出了稳定系数降雨容量的概念,将降雨条件下土坡的稳定系数仅仅和降雨容量系数相联系。列出了稳定系数-降雨容量回归方程,通过对比知,稳定系数和降雨量、持雨时间有很好的相关关系。降雨容量系数的使用能迅速获得不同的降雨组合下土坡的稳定系数,同时也能利用这个概念对土坡的危险气象条件进行预测、预报。     

降雨对边坡稳定性影响分析

为了分析降水对某水利工程边坡稳定性的影响,根据现场调查,建立边坡工程的PLAXIS 3D数值分析模型,研究不同降水强度对边坡的变形、稳定性的影响。计算结果表明：降水发生后,边坡首先出现浅表层的滑动,之后滑动范围不断向深部扩展,这与降水在边坡中的入渗情况关系密切,随着降水入渗,岩土体含水量增大、强度降低,导致边坡稳定性下降。采用锚杆支护后,边坡稳定性系数与未支护条件一致,均表现为先减小后增大的变化规律,但支护后边坡稳定性系数显著增大,因此,该水利工程边坡采用锚杆支护较为有效。     

考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型及边坡稳定性分析

降雨入渗是诱发滑坡的关键因素,研究斜坡降雨入渗规律对于滑坡的预测与防范具有重要意义。传统的Green-Ampt模型及改进的Green-Ampt模型均假定入渗过程为均匀饱和入渗,忽略了入渗过程中湿润锋锋面上方非饱和区的存在。针对这一不足,首先,基于达西定律分析斜坡内基质吸力的分布规律;然后,结合非饱和土VG模型得到了斜坡内湿润区含水量沿深度变化的函数关系;最后,基于改进的Green-Ampt模型推导了考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型,并将其引入到无限斜坡稳定性分析当中。研究结果表明:与数值解和现有模型相比,考虑土体非饱和特性的降雨入渗模型能更加准确地反映降雨入渗的过程,基于改进模型计算的稳定性系数较好地揭示了恒定降雨强度下斜坡稳定性的变化规律,证明了该方法的正确性和适用性。     

降雨入渗条件下考虑裂隙和风化对煤系土堑坡稳定性影响分析

利用非饱和瞬态渗流有限元程序对不同裂隙和风化深度的煤系土堑坡进行了降雨入渗坡体渗流场数值计算和分析。并基于非饱和土力学强度理论,应用Morgenstern-Price方法,调用不同裂隙和风化深度的渗流计算结果对煤系土堑坡的瞬态稳定性进行了研究。结果表明:降雨对煤系土堑坡渗流场的影响仅局限于裂隙和风化区,堑坡内部渗流场的分布几乎没有变化;同时考虑裂隙和风化时,安全系数受降雨影响大,降雨入渗很容易引起堑坡的失稳。因此,在研究煤系土堑坡降雨入渗和稳定性分析中应考虑裂隙和风化层的影响,且研究成果为煤系土堑坡设计、施工和稳定性分析提供了依据。     

降雨入渗对边坡稳定性作用机理分析

降雨是诱发边坡失稳的主要原因，其影响边坡稳定性及诱发边坡失稳的作用机理是多方面、多因素耦合的。通过分析边坡降雨入渗模式，基于非饱和土土力学理论，从边坡非饱和土土体的吸力、吸水软化、地下水位等方面随降雨入渗量而变化的特性，研究了降雨诱发边坡失稳的作用机理，建立了考虑非饱和土渗透系数空间变化特性的降雨入渗模型。     

降雨条件下黄土边坡的稳定性分析

降雨是影响边坡稳定性的重要因素,雨水入渗使土体饱和度增大、含水量增加、抗剪强度下降,当降雨强度和持续时间超过临界值时,便导致边坡失稳。结合兰州某滑坡治理工程,根据降雨强度和持续时间计算边坡浅层土体在不同时刻的含水量,运用非饱和土抗剪强度理论,对降雨条件下的黄土边坡的稳定性进行了分析。结果表明:持续降雨条件下边坡的变形破坏主要是边坡土体含水量增加引起的;把含水量作为抗剪强度的主要控制指标,建立边坡土体的黏聚力和内摩擦角与降雨持续时间的关系,进行有限元模拟分析,得到边坡安全系数,可为持续降雨条件下黄土边坡的防护和失稳预测提供参考;传统的有限元强度折减法得到的安全系数不能准确反映边坡稳定性的强弱,只能说明边坡是否破坏。