黃土淺層滑坡滲流-力學(xué)耦合模型研究
發(fā)布時間:2024-03-22 04:33
降雨是黃土淺層滑坡最主要的誘發(fā)因素。為綜合降雨入滲和斜坡地形因素對斜坡穩(wěn)定性的影響,將傳統(tǒng)的黃土分層假定入滲模型進(jìn)行改進(jìn),使之更加適用于坡面傾斜的情況,并與工程中廣泛采用的極限平衡方法集成,提出黃土淺層滑坡滲流-力學(xué)耦合模型,實現(xiàn)了穩(wěn)定降雨條件下,黃土斜坡穩(wěn)定性實時評價預(yù)警。與以往模型相比,該模型考慮了坡面傾斜對入滲的影響,具有更廣的適用性和準(zhǔn)確性。通過實例驗證并與有限元模擬結(jié)果對比,證明模型達(dá)到較高的精度。
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【部分圖文】:
本文編號:3934637
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圖1分層假定模型入滲圖示
基于以上假定,由達(dá)西定律可得入滲率i為:式中:i為入滲率;ks為飽和導(dǎo)水率;H為地表積水深;L為濕潤鋒深度;Sf為基質(zhì)吸力;a、b為系數(shù)。式(1)中,方括號內(nèi)的前一項為作用于飽和區(qū)的壓力與重力勢梯度,而后一項為作用于飽和區(qū)的吸力勢梯度。
圖2考慮斜坡的分層假定入滲模型
式中:α為斜坡傾角。由水量守恒得:
圖3不同坡度斜坡入滲深度隨時間變化圖示
滑坡災(zāi)害在黃土地區(qū)廣泛分布,黃土淺層滑坡的深度較淺[5],該類滑坡的滑動面的深度與滑坡長度之比小于0.1,因此在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時,可以把它們處理成無限斜坡[10]。無限斜坡模型假定:濕潤鋒為一平行于地表面的近似平面,滑動面是與濕潤鋒面重合的平面(圖4)。圖4無限斜坡計算簡圖
圖4無限斜坡計算簡圖
圖3不同坡度斜坡入滲深度隨時間變化圖示基于極限平衡理論,根據(jù)非飽和土抗剪強度理論[11],無限斜坡穩(wěn)定表達(dá)式為:
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