降雨強(qiáng)度對(duì)不同滲透性土質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析

(湖南省永州市公路局工程處，湖南 永州 425000)

0 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的公路、鐵路等工程建設(shè)得到蓬勃發(fā)展，在山坡地區(qū)出現(xiàn)較多的邊坡工程，當(dāng)雨季期間雨水頻繁入滲，會(huì)造成邊坡失穩(wěn)引發(fā)滑坡災(zāi)害[1]。根據(jù)全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果可知，滑坡約占總地質(zhì)災(zāi)害的50%左右，其中降雨入滲誘發(fā)的滑坡占比45%以上[2,3]。降雨入滲會(huì)引起邊坡土體內(nèi)的孔隙水壓力增大，導(dǎo)致邊坡內(nèi)基質(zhì)吸力和黏聚力減小，造成邊坡失穩(wěn)誘發(fā)滑坡[4,5]。可見邊坡內(nèi)的孔隙水壓力與土體滲透性及降雨強(qiáng)度密切相關(guān)，基于此，本文采用有限元分析方法，重點(diǎn)分析不同滲透性的土質(zhì)邊坡分別在3種降雨強(qiáng)度作用下的穩(wěn)定性，分析結(jié)果對(duì)土質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定性控制及防護(hù)提供理論依據(jù)。

1 計(jì)算模型

本文使用Geo-Studio有限元軟件進(jìn)行計(jì)算分析，其中邊坡穩(wěn)定性采用Slope/w模塊，地下水滲流采用Seep/w模塊。試驗(yàn)流程首先基于有限元法結(jié)合Seep/w做降雨入滲條件下的二維非飽和滲流分析，然后依據(jù)極限平衡法運(yùn)用 Slope/w軟件對(duì)邊坡的穩(wěn)定性能進(jìn)行詳細(xì)分析[6]，具體試驗(yàn)步驟為：①輸入非飽和土相關(guān)公式、參數(shù)；②設(shè)定降雨因素，運(yùn)用Seep/w軟件進(jìn)行滲流分析；③計(jì)算邊坡的孔隙水壓力；④輸入邊坡幾何特征、土壤特性、降雨時(shí)間及雨強(qiáng)等參數(shù)；⑤計(jì)算安全系數(shù)及滑動(dòng)面。

1.1 模型建立

運(yùn)用Geo-studio有限元軟件建立邊坡計(jì)算模型，邊坡模型及其網(wǎng)格劃分大致如圖1所示，其中藍(lán)色線條表示地下水位，紅色線條表示AB截面，整個(gè)模型中共1 064個(gè)結(jié)點(diǎn)，994個(gè)單元。邊坡模型中各參數(shù)如表1所示。……