【摘要】：為了全面地了解降雨入滲引起的邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)制,基于有限元-有限差分理論(FE-FD scheme)的水-土-氣三相滲流-變形耦合有限元數(shù)值分析方法被提出。程序中采用了Zhang等~([1])提出的以Bishop有效應(yīng)力和飽和度作為狀態(tài)變量的非飽和土彈塑性本構(gòu)模型,從而可以連續(xù)地描述在降雨入滲時(shí)土體由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和狀態(tài)過(guò)程中力學(xué)特性的變化。同時(shí)用Green-Naghdi客觀應(yīng)力速率張量來(lái)考慮邊坡失穩(wěn)過(guò)程中的大變形問(wèn)題。程序不僅可以模擬由于降雨入滲引起的水分遷移、孔隙水/氣壓力變化的過(guò)程,而且可以很好地反映出由于降雨入滲所引起的邊坡變形、塑性剪切帶形成等力學(xué)行為。選取室內(nèi)邊坡模型試驗(yàn)為研究對(duì)象,用所提出的水-土-氣三相滲流-變形耦合有限元程序來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了所提出的有限元數(shù)值方法的有用性。
[Abstract]:In order to fully understand the instability and failure mechanism of slope caused by rainfall infiltration, a coupled finite element numerical analysis method of water-soil-gas three-phase seepage and deformation based on finite element finite difference theory (FE-FD scheme) is proposed. The elastic-plastic constitutive model of unsaturated soil with Bishop effective stress and saturation as state variables proposed by Zhang et al. [1] is used in the program, which can continuously describe the change of mechanical properties of soil during rainfall infiltration from saturated state to saturated state. At the same time, Green-Naghdi objective stress rate Zhang Liang is used to consider the large deformation problem in the process of slope instability. The program can not only simulate the process of water transfer and pore water / gas pressure change caused by rainfall infiltration, but also reflect the mechanical behavior of slope deformation and plastic shear zone formation caused by rainfall infiltration. The indoor slope model test is selected as the research object, and the proposed water-soil-gas three-phase seepage-deformation coupling finite element program is used to carry out the numerical simulation. Compared with the experimental results, the usefulness of the proposed finite element numerical method is verified.
【作者單位】： 寧波大學(xué)巖土工程研究所;同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系;上海交通大學(xué)土木工程系;
【基金】：中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.2015M571604)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TU43

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