降雨和库水位升降条件下考虑非饱和渗透系数空间变异的边坡可靠度分析

降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的多元水力参数的联合随机场为基础,建立非饱和土边坡的稳定性分析方法。根据有限的岩土力学室内试验数据,采用贝叶斯方法校准土水特征曲线的模型参数,并从VGM、VGB、VG和FX模型中选出最优模型;联合多元水力参数的随机统计特征,生成非饱和土边坡渗透系数的随机场空间分布;针对2021年5月赣江水位快速升降并伴随暴雨的工程背景,将上述方法应用于莒洲岛库岸边坡的稳定性分析。研究结果表明,暴雨与水位变化的联合作用对边坡安全系数的影响显著,确定性分析的边坡安全系数偏低,考虑非饱和渗透系数空间变异性后计算所得到的SWCC综合可靠指标不能满足规范要求,需采取额外的边坡工程加固措施以保证边坡的长期稳定性。     

考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的库岸老滑坡稳定性分析

库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害，计算所得的安全系数将略高于临界状态值1.0，仅以安全系数评价库岸老滑坡的稳定性，将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力参数联合随机（场）统计特征为基础，建立库岸边坡稳定性的可靠度分析方法。首先根据有限的室内土水特征关系试验数据，采用贝叶斯理论校准土水特征曲线VGM、VGB、VG和FX模型参数的随机统计特征，并得到模型备选组合的概率。其次根据饱和渗透系数的随机场统计特征，联合土水特征曲线的随机统计特征，生成库岸边坡非饱和渗透系数的随机场空间分布。最后分析仅考虑土水特征曲线随机统计特征的库岸边坡稳定性失效概率，以及综合考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的可靠指标。针对三峡库区石榴树包老滑坡在2020年强降雨和长江水位快速升降的工程背景，开展考虑渗流作用的非饱和土边坡稳定性可靠度分析。研究结果表明，虽然边坡稳定性的安全系数较低，但是可靠指标满足规范不小于2.70的要求，无需采取额外的边坡工程加固措施，建议继续开展边坡的长期健康监测。