间歇性降雨条件下非饱和土边坡降雨入渗的变化规律

本文收集了南宁市2020-2022年5-7月份的详细降雨气象数据,采用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块分析不同间隙性降雨条件下,非饱和边坡内部土体含水量的变化情况,总结非饱和土体降雨入渗的规律,结果表明,边坡内部土体含水量变化曲线基本与降雨强度分布相一致,距离地表越近的土体,受降雨影响变化越明显,越往边坡土体深处,受降雨影响程度越小,在地表以下同一深度内,斜坡土体体积含水量大于坡顶和坡脚土体。     

降雨入渗作用下膨胀土挡土墙侧向土压力研究

膨胀土挡土墙在降雨时受侧向膨胀土压力的作用,容易发生失稳破坏。为深入认识降雨作用下膨胀土挡土墙发生变形破坏的机理,通过室内模拟降雨模型试验,对膨胀土挡土墙侧向土压力的变化规律进行了研究。研究表明:挡土墙后侧向膨胀土压力反应滞后于降雨,且在降雨初期呈顶部大、中间小的曲线分布形式,这容易导致挡土墙顶部产生剪切破坏;表层侧向土压力较深层的小,且较快达到稳定;深层侧向土压力在降雨之后随着雨水的下渗会产生递增,当其达到最大值后突然递减,这与深层土体浸水饱和产生软化有关。     

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。     

降雨作用下非饱和土边坡水力耦合过程分析

基于渗流理论、弹性理论及VG土-水特征曲线模型,建立了二维非饱和土渗流-变形耦合控制方程组。该控制方程突破了饱和时渗透系数是常数的局限,适用于任意初始条件和降雨条件的土坡稳定性分析。有限元软件COMSOL Multiphysics能根据已建好的非饱和土坡渗流-变形耦合模型开展分析。通过算例分析了非饱和土降雨入渗过程中渗流-变形的耦合效应,并探讨了考虑饱和渗透系数为变量情况以及不同的初始条件对渗流场和应力场的影响。结果表明:在非饱和土坡降雨入渗过程中渗流-变形的耦合效应是非常显著的,且与时间有关。对于湿陷性土,考虑耦合效应的压力水头变化总是慢于非耦合情况。饱和状态时渗透系数是应变的函数,其值的变化对非饱和土边坡渗流场有一定的影响,但对非饱和土边坡变形影响微弱。初始条件对渗流和变形的影响是非常大的。     

天然和降雨工况下某边坡失稳机制数值模拟研究

随着我国基础设施建设的高速发展,降雨对边坡的影响日益突出,本文以某工程边坡为例,利用有限差分数值模拟软件FLAC,对该边坡在天然和降雨工况下的失稳过程进行模拟,并分析其变形破坏特征和失稳机制。研究结果表明：(1)天然工况下该边坡的破坏区域仅一处,坡体内剪应力值在5.5×10²MPa～8.5×10²MPa之间最大位移值3.12 m;(2)降雨状态下,该边坡在两处范围内均发生了滑坡,坡体内剪应力值在6.5×10²MPa～8.7×10²MPa之间。研究结果对于降雨条件下,公路边坡的支护设计及稳定性评价具有一定的指导意义。     

降雨条件下某排土边坡的渗流场及稳定性时变分析

现阶段对排土边坡稳定性评价多以单因素等雨强为主,较难全面反映实际情况。针对此问题,以福建某排土边坡为例,通过Geo-studio软件对排土边坡进行不同雨强以及不同雨型条件下安全系数的时变分析,得出安全系数随时间变化曲线,并对排土坡稳定性产生较明显影响的雨强进行渗流场特性分析。时变分析结果表明,持续长时间的降雨会对边坡稳定性产生影响。降雨强度超过一定数值时,降雨的初始时刻安全系数下降速率主要取决于边坡自身渗透速率,在降雨中后期随着入渗速率的稳定,雨强又变成影响安全系数下降速率的主导因素。渗流特性分析结果表明,长时间的强降雨会引起坡脚处渗流方向的改变并在坡脚处出现溢出面,加上排土坡表层废石土较大渗透性的特点有可能形成管涌,应当引起重视。最后提出在废石土表层覆土压实以降低废石土的渗透性从而提高排土坡体稳定性的建议。更多还原     

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。     

降雨条件下不同细粒含量粉砂土边坡稳定性研究

为研究降雨入渗作用下不同细粒含量对粉砂土边坡稳定性的影响及作用机制,通过不同细粒含量粉砂土的室内直剪试验与土－水特征试验建立了细粒含量与黏聚力、内摩擦角以及土－水特征曲线间的数量关系,并结合数值分析软件ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ和极限平衡法中的简化Ｂｉｓｈｏｐ条分法对不同细粒含量粉砂土边坡进行不同降雨工况下的稳定性分析。结果发现:粉砂土的细粒含量越高,其黏聚力越大而内摩擦角先增大后减小,并且持水能力也越好;在降雨过后粉砂土边坡的安全系数较自然状态下均有所下降,细粒含量越少的下降越大;在停雨后ＦＣ１５的安全系数“回升”最多。ＦＣ１５和ＦＣ２５的粉砂土边坡在０．１５ｍ／ｄ暴雨过后安全系数低于１．２,边坡不安全。     

不同降雨条件下非饱和土边坡稳定性分析

针对广东某高速路堑边坡,研究不同降雨强度、历时以及不同坡面入渗量对边坡稳定性的影响。研究表明：当雨强越接近土体的饱和渗透系数时,边坡的安全系数越小;当雨强小于土体的饱和渗透系数时,长历时的降雨对边坡稳定性的影响小;等强型降雨条件下,非饱和土边坡在降雨结束后1～3ｄ安全系数达到最小。加固后的路堑边坡应强化并保持坡面阻水能力,否则可能出现非加固区浅表层滑塌。     

降雨入渗对膨胀土渠坡稳定性的影响研究

膨胀土是一种遇水膨胀,失水收缩的特殊岩土,水对其力学特性影响显著。以南水北调工程中线河南境内某膨胀岩渠坡为例,考虑渗流场与应力场的双向耦合作用,采用有限元强度折减法,研究降雨入渗对膨胀土渠坡的抗滑稳定性影响。计算表明,随着降雨强度和降雨历时的增加,渠坡抗滑稳定安全系数所有减小。考虑降雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响后,渠坡安全系数显著下降。     

降雨条件下坡地水分转化特征实验研究

坡地水分转化规律研究对于探讨坡地水土流失以及坡地养分迁移规律具有重要意义。本文以黄绵土为试验材料，通过模拟降雨试验，研究了不同雨强条件下坡面入渗过程与产流特征。结果表明：(1)在地表坡度15°、土壤容重1.28～1.30g/cm3的条件下，坡面平均入渗率(ia)与降雨强度(iR)具有极显著的抛物线函数关系，当iR=1.35mm/min 时，ia具有最大值(1.01mm/min)；初始产流时间(tp)随iR的增大而减小，二者呈幂函数关系。(2)坡面产流以后，入渗率(i)随降雨历时(t)呈幂函数形式降低，坡面产流强度(VR)随t的延长呈对数函数形式增加。(3)随着雨强的增大降雨的入渗量略有增加，但降雨向土壤水分的转化率则显著降低。     

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。     

考虑多层非饱和土降雨入渗的边坡稳定性分析

降雨是诱发滑坡的最主要因素之一,降雨入渗将显著降低非饱和土的基质吸力,从而降低边坡土体抗滑力。本文提出了考虑降雨入渗的多层非饱和土边坡稳定性分析方法。首先改进Green-Ampt入渗模型,提出适合多层非饱和土边坡降雨入渗的计算方法;然后得到各层土体在入渗各阶段的强度参数值;最后,采用强度折减法计算整个边坡在入渗条件下的安全系数。将本方法应用于广州大夫山滑坡案例发现滑动面和实际情况接近,为短期强降雨诱发的浅层滑坡。分析了不同降雨强度和历时对滑坡稳定性的影响,结果表明:降雨入渗导致边坡潜在最危险滑面的位置主要在浸润锋处或土体与基岩交界处。低强度长历时的降雨过程中,雨水入渗深度较大,易发生深层滑动;在高强度短历时的降雨过程中,雨水入渗深度较小,更易发生浅层滑动;随着降雨强度和降雨时间的增加,入渗深度增加,进而降低边坡的稳定性。     

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。     

排水条件下饱和土中氮肥转化与运移模拟

在室内试验的基础上，对施于水层中的氮肥（碳铵：ＮＨ４ＨＣＯ３）在饱和土中的转化与运移过程进行了数值模拟，测定了ＮＨ４＾＋－Ｎ在饱和土中转化和运移的有关参数。结果表明，土壤溶液中ＮＨ４＾＋－Ｎ的计算值与实测值的吻合程度是满意的。     

考虑降雨入渗条件下泥岩边坡稳定性研究

利用ANSYS有限元软件进行降雨入渗条件下泥岩边坡开挖模拟,并结合了工程实例研究泥岩边坡在不同降雨强度、持时的工况下边坡土体位移、应力的变化,从而分析泥岩边坡在考虑降雨入渗条件下的稳定性.     

降雨入渗条件下土质边坡非饱和渗流二维数值分析

强降雨是导致边坡失稳破坏的主导因素,为研究降雨条件下土质边坡水渗流规律,本文采用非饱和土壤水渗流模型,对不同降雨强度作用下土质边坡水渗流规律进行了数值仿真研究。结果表明:雨水的入渗使土体表层的含水率发生明显的变化,导致土体表层的负孔隙压力/基质吸力降低;随降雨强度的增大,土壤含水率受其影响越大,但当降雨强度达到土壤的饱和渗透系数,土壤雨水入渗率达到最大值,此时降雨强度的增大,对土壤中水分变化的影响减弱。因此,为防止土质边坡失稳现象的发生,必须控制边坡的渗透系数。此研究对降雨条件下土质边坡滑坡的预防与控制具有重要研究意义。     

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。     

锦屏一级水电站降雨入渗条件下左岸边坡稳定性分析

依托锦屏一级水电站左岸高边坡工程,选取典型计算剖面进行二维数值模拟计算,分析了边坡在自然条件和开挖完成时的应力、位移和稳定性。结合Mohr-Coulomb准则和Fredlund强度理论分暴雨和久雨工况对比分析了边坡在加固与不加固情形下安全系数随降雨时间的变化情况。结果表明,坡面防水及坡体排水对提高边坡稳定性具有明显作用;随着降雨的持续,稳定系数逐渐降低,降雨结束一段时间后稳定系数降至极低点,随后再缓慢回升。更多还原