強降雨條件下考慮氣壓和滲流作用的邊坡穩定性

降雨是導致滑坡的主要原因之一，其致災機理一直都備受關注.尤其是在土質邊坡中，雨水入滲使土體濕潤鋒不斷下移，土體性質會發生改變，導致邊坡發生淺層滑動破壞，其滑動面一般出現在濕潤鋒所在界面.因此，研究降雨作用下濕潤鋒遷移規律對于邊坡防治具有重要意義.

近年來，應用于農業領域的Green-Ampt(GA)模型在降雨入滲分析中得到了大量的應用和擴展，但尚存在些許問題需要注意.首先，模型中多假設土體中初始含水率為均值，而實際上，受環境和邊界條件影響，土體初始含水率大多是呈非均勻分布的，初始含水率的不同，會影響濕潤鋒的遷移速率；其次，計算降雨入滲時多假設邊坡無限長，很少考慮飽和區內雨水滲流導致的入滲總量變化；最后，在強降雨條件下，易形成封閉環境并不斷壓縮氣體，氣壓增大，影響雨水入滲.

目前，許多學者已對GA模型進行了相應的改進研究.Chen等擴展了傳統GA模型，分析了邊坡角度對降雨入滲的影響；李寧等在GA模型中考慮坡角和非飽和土特性的影響，建立了相應的淺層滑坡失穩模型，應用范圍較廣.另外，汪丁建等考慮了飽和區內雨水滲流的影響，對GA模型進行修正，但并未考慮初始含水率分布的影響；Liu等在GA模型中，假定坡體的初始含水率呈線性分布，適用范圍有限；張潔等通過基質吸力來確定坡體的初始含水率分布情況，并建立了相應的降雨入滲模型，過程較為復雜；文獻[10-11]研究了坡體初始含水率為指數形式的淺層滑坡非積水降雨入滲模型，簡化了計算過程，適用工況較窄；王千等推導了初始含水率為任意分布下的GA模型，但未考慮降雨過程中的各階段變化.另外，文獻[13-15]將氣壓力引入GA模型中，建立了相應的滑坡延時效應模型和穩定性分析模型，但均未考慮滲透力等的影響.

針對以上問題，本文在前人已有研究的基礎上，綜合考慮了土體初始含水率的非均勻性、飽和帶滲流和氣壓作用等多種條件，對GA模型進行改進，并推導了相應的邊坡穩定性系數表達式，使模型盡可能反映天然狀況下的降雨入滲情況，擴大模型的適用性，為邊坡防治提供理論支持.

1 GA入滲模型的改進

研究表明，在強降雨條件下，邊坡表層土體會先形成飽和帶，后飽和帶不斷向坡體內部移動，如圖1所示，圖中為濕潤鋒深度.假設有一個傾角為的邊坡，降雨強度為且在數值上遠大于土體飽和滲透系數，土體中存在一條顯著的濕潤鋒，將土體劃分為飽和帶與非飽和帶兩個區域，濕潤鋒平行于坡表向邊坡內部遷移.

將降雨過程概括為3個部分：一是雨水滲入，使飽和帶范圍不斷擴大；二是受邊坡幾何條件的影響，部分雨水會在飽和帶內向坡下滲流，排出分析坡體段進入下段坡體(見圖1)，并產生一定滲透力；三是飽和帶不斷下移的過程中，會不斷壓縮下部氣體，產生的氣壓對雨水入滲起阻礙作用.

文獻[2]提出的GA模型主要研究土壤在薄層積水時的入滲問題，該模型形式簡單，參數物理意義明確，應用廣泛，被稱為活塞(或打氣筒)模型，其表達式為

合并椎動脈狹窄性病變組的病變鎖骨下動脈收縮期峰值流速為196.09±59.10 cm/s（117～408 cm/s）。對照組的病變鎖骨下動脈收縮期峰值流速為205.26±54.77 cm/s（119～321 cm/s）。兩組數據比較t=529.5，P＞0.05，無統計學意義。

(1)

正應力為

進入21世紀以來，全球消費領發生重大變化，越來越多個性化產品的出現，逼迫消費制造類企業也要改變傳統的產品設計和制造模式；多樣化、小批量、快速交貨，將成為企業贏得客戶的重要砝碼，這也就需要企業財務部門對于成本核算的精度和快捷度做出反應，故而企業的財會部門應結合企業實際情況科學制定成本核算方案。

2.5 GO、KEGG富集分析及GSEA 為了解樞紐模塊可能功能，對樞紐模塊中基因進行GO富集及KEGG通路分析。GO富集顯示模塊中基因主要富集于有絲分裂核分裂、細胞周期相變、染色體分離等生物過程(圖6A)；KEGG通路分析顯示這些基因最顯著富集于細胞周期通路(圖6B)。為進一步了解樞紐基因作用，使用測試集GSE73731數據進行GSEA，結果顯示各樞紐基因高表達組均富集到的基因組有17個，包括“KEGG_CELL_CYCLE”“KEGG_DNA_REPLICATION”“KEGG_MISMATCH_REPAIR”“KEGG_HOMOLOGOUS_RECOMBINATION”等。

(2)

式中：因邊坡傾斜，假定積水很薄，即=0.

第一，要對會計師事務所的行業準入門檻進行適當地提高，這樣做一方面可以使審計市場的整體業務水平上升，另一方面也能緩解過于激烈的競爭壓力。對于小型會計師事務所來說，事關生存的競爭往往會讓其走上歪路，比如降低審計質量和依附上市公司為虎作倀等等。

另外，在強降雨條件下，邊坡表層土體會很快飽和，使邊坡形成封閉環境并不斷壓縮內部氣體產生氣壓，阻礙雨水入滲，因此，可將式(2)修正為

(3)

式中：為氣體壓力頭(超過大氣壓力部分).

因濕潤峰以上為飽和土體，對于均質土，由上述模型和水量平衡原理，進一步可得總入滲量與濕潤鋒深度的關系為

(4)

式中：為總入滲量；和分別為土體初始含水率和飽和含水率.

Wang等認為，強降雨過程中氣體作用可被分為壓縮、排出兩個階段.降雨初期，邊坡表面迅速達到飽和，氣體被封閉，同時飽和帶不斷下移使氣體被壓縮，氣壓逐漸增大；當氣壓達到極限值時，會以氣泡的形式排出坡表，氣壓逐漸減小，當其減小至一定值時，孔隙通道重新被雨水封閉，氣壓開始回升.在如此不斷排出與壓縮過程中，氣壓最終會逐漸趨于穩定.Grismer等通過大量的試驗，證明穩定后的氣壓力值有以下關系：

=+

(5)

入滲總量對時間的導數即為降雨入滲速率，對式(4)求導并代入式(3)，整理可得濕潤鋒遷移速率為

同時，在降雨過程中，濕潤鋒以上土體很難達到完全飽和，因此在分析時將降雨入滲時，將含水率達到90%以上的區域定義為飽和區，則有

2.2.2.3 ALL患者首次CR后12個月 此階段11份標本，MRD陽性4例，其中3例分別在MRD陽性后2個月內復發；MRD陰性7例，均未復發。MRD陽性組復發率高于MRD陰性組(P=0.024)。MRD陽性組及陰性組的中位RFS分別為1.5個月(0～3個月)、10.0個月(3～25個月)，兩組差異有統計學意義(P<0.05)，見圖6。

=09

(6)

式中：為飽和區域含水率.

在天然狀態下，土體邊坡初始含水率并不是隨深度均勻分布，而是從坡面到地下水位面呈現逐漸增大的趨勢.依據文獻[12]計算結果，可用多項式函數來描述土體初始含水率分布規律：

(7)

式中：()為垂直于坡面以下處的土體含水率；(=0，1，…，，為整數)為擬合參數.

需要注意的是，在降雨初期，邊坡表層沒有飽和，尚未形成濕潤鋒，而式(3)只適用于濕潤鋒形成后的積水入滲.因此，必須分階段研究降雨入滲過程.

濕潤鋒形成前，邊坡處于非飽和狀態，雨水全部滲入土體，但此時孔隙通道未全部封閉，邊坡內外氣壓相互連通，即=0隨著降雨的不斷進行，在某臨界時刻，濕潤鋒開始形成，此時入滲速率()=cos，代入式(3)有

(8)

相應的臨界降雨入滲量為

第一，得天獨厚的旅游資源。張家界市作為全國聞名的旅游城市，擁有得天獨厚的旅游資源，為張家界旅游演藝的發展提供了物質基礎。

(9)

式中：為臨界濕潤鋒深度.

對式(8)和(9)兩個方程化簡求解可得和為

(10)

(11)

另外，部分雨水會沿著飽和帶區域向左下邊界滲流排出，濕潤鋒遷移速率相應減小，此時，由達西定律，飽和帶內有

豬并非天生喜歡生活在臟臟的地方。豬皮膚上的汗腺不多，為了能在炎熱的天氣里更好地散熱，它會泡在清涼的水里，但潔凈的水源并不容易找到，所以只好泡在泥水中了。

(12)

結合式(1)～(12)，當降雨時間≤時，入滲深度與降雨時間的關系為

(13)

式中：為常數.

代入初始條件，當=0時，=0，則=0.所以有

(14)

當濕潤鋒形成以后，受邊坡幾何條件的影響，部分雨水會沿著飽和帶平行于濕潤鋒方向排出坡底土體，減少入滲總量.同時，由于飽和帶的擠壓作用，邊坡內部會產生氣壓，阻止降雨入滲，所以，在分析斜坡降雨入滲過程時，應考慮飽和帶滲流和氣壓阻礙的影響.圖2所示為考慮不同因素影響時GA模型濕潤鋒位置的比較.可知，當考慮滲透力和氣壓作用時，濕潤鋒遷移速率明顯更慢，但更符合實際情況.

式(1)為地表水平假設條件下的GA模型，對于邊坡而言，由于入滲界面與水平面有一定夾角，相應地，模型需要修正.Chen等根據邊坡降雨入滲的特點，將式(1)修正為

式中：≈(1.00～1.21)，為進氣水頭值，即飽和土壤脫水過程中開始進入空氣時的吸力值.為簡化計算，取平均值1.105.

(15)

則臨界時刻：

(1)在戰時及平時均不使用的管道不宜穿過人防圍護結構；上部建筑的雨污水管和燃氣管等不得進入防空地下室。

sind=(-)d

(16)

式中：為斜坡沿坡面方向長度.

因此，濕潤鋒相對減小速率為

(17)

為對本文提出的方法進行分析驗證，將改進模型計算所得結果與其他模型結果進行比較.算例選自文獻[11]中的計算模型，邊坡高10 m，寬20 m，坡度為30°，降雨強度=50.8 mm/h.土體參數取=0.42，=0.14，=6.88×10m/s，′=5.7 kPa，′=29.7°，=18.08 kN/m，=30 cm.

(18)

則飽和帶形成后入滲速率為

(19)

結合式(15)～(19)，當>時，濕潤鋒形成后入滲深度與降雨時間的關系為

(-)+

(20)

當=時，=，可得：

(21)

所以有

=+

(22)

式(14)和(22)即為邊坡入滲深度與降雨持續時間的動態變化規律.

2 邊坡穩定性分析

有研究表明，降雨會使土體基質吸力、黏聚力和內摩擦角減小，導致邊坡抗滑力降低，而飽和帶滲流產生的滲透力和雨水入滲導致的自重增加會使邊坡下滑力增大，加劇邊坡破壞進程，同時土體內部的氣壓會阻礙濕潤鋒的擴展，在一定程度上能增加邊坡的穩定性.因此，邊坡穩定性分析需綜合考慮各種因素的影響，是一個非常復雜的問題.

行政管理工作人員的工作執行能力直接決定了行政管理的實效性，在行政管理的整個過程中執行能力貫徹了全過程，換言之，執行能力是一種能夠實現管理目標的方式和手段，因此，高校的領導層和決策層必須要強化行政管理工作人員的執行能力，從而提高行政管理工作的效率和質量，讓行政管理工作能夠落到實處。

在土質邊坡中滑動面往往出現在濕潤鋒處或不同類型土層的分界面處，本文假定邊坡為均質土體，在濕潤鋒處發生平面滑動，通過應用較廣的非飽和土Mohr-Coulomb破壞準則和極限平衡法來計算邊坡穩定性系數，即為濕潤鋒處抗滑力與下滑力的比值：

(23)

式中：′和′分別為土的有效黏聚力和內摩擦角；為抗剪強度隨基質吸力變化的吸力摩擦角；為濕潤鋒上部正應力；為濕潤鋒下部土體總的氣壓力；為水的重度；為基質吸力，因濕潤鋒上部飽和，假設為0.

取一單位寬度的簡化邊坡進行分析，假設滑動面平行坡表，其幾何形狀如圖3所示.圖中：為邊坡高度；為坡長；為飽和帶豎向高度，=/cos.邊坡受飽和帶重力、滲透力和氣壓力等共同作用.因其潛在滑動面為濕潤峰所在平面，所以土體的強度參數取飽和狀態下的強度參數，取濕潤峰以上土體為研究對象.

隨著中國老齡化的加劇,老人的安全監管問題已成為社會關注的焦點問題之一。據統計,截至2015年6月,我國65歲以上老年人數量已接近2個億,占總人口的14.9%[1],這一比例明顯高于聯合國傳統老齡化社會標準。

濕潤鋒以上土體重力為

=cos

(24)

式中：為土體飽和重度.

式中：為入滲速率；為飽和滲透系數；為濕潤鋒處基質吸力；為地表積水深度.

=cos+

(25)

式中：為孔隙水壓.

總的氣壓力為

=cos+

(26)

式中：為孔隙氣壓.

由飽和帶滲流產生的滲透力為

=sincos

(27)

則下滑力為

=sin+

(28)

將式(24)～(28)代入式(23)，得到：

(29)

式(29)即為強降雨條件下邊坡穩定性系數表達式，當>1時，邊坡安全；當<1時，邊坡失穩.該方程綜合考慮了降雨過程中土體強度、滲透力和氣壓力的影響，更符合工程實際.

3 結果分析與驗證

3.1 降雨入滲模型對比

式(15)與式(17)之差即為濕潤鋒實際遷移速率：

首先需確定土體初始含水率分布規律，將文獻中測量結果按照式(7)進行非線性擬合，擬合結果如圖4所示.擬合精度=0.97，效果較好，據此可獲得初始含水率()隨深度變化的函數關系.

在此基礎上，分別用本文改進模型與文獻[11]中模型和數值模擬結果來研究濕潤鋒的變化規律，此處取坡表到濕潤鋒的法向距離作為濕潤鋒的遷移深度，結果如圖5所示.由圖可知，本文改進的GA模型計算結果與文獻[11]中兩種計算結果具有較好的一致性，濕潤鋒深度均隨時間呈線性增長趨勢.由圖可知，按文獻[11]方法計算出的相同時間內入滲深度略大于本文改進模型計算的入滲深度，這是因為其沒有考慮飽和帶滲流和氣壓阻滯的結果.并且，氣壓前期基本無作用，原因是濕潤鋒形成前，孔隙通道未封閉，無氣壓產生；同時，本文改進模型中只考慮氣壓和只考慮滲流的濕潤鋒深度最終計算結果相近，說明兩者對降雨入滲的阻礙程度大致相同.因此，當滲流和氣壓共同作用時，最終計算結果明顯低于前兩者，但更符合工程實際.

圖6所示為滑坡傾角為30°，坡長取不同值時濕潤鋒深度的變化規律.由圖可知，當濕潤鋒出現后，隨著降雨的持續，濕潤鋒不斷擴展.由于氣壓的阻滯作用，在各坡長情況下，不考慮氣壓時的濕潤鋒遷移速率都較考慮氣壓時的大.此外，降雨入滲受邊坡的尺寸影響明顯，坡長較小時，濕潤鋒遷移速率較小，這是由于飽和帶滲流的影響，隨著坡長的增大，這種影響逐漸降低，遷移速率基本保持不變，此時飽和帶滲流作用可不考慮.

余貽鑫等人認為智能電網是具有電力和信息雙向流動特點的、高度自動化和電能廣泛分布的能源供應網絡[2-4]。薛禹勝等人認為智能電網是一種針對電力系統的信息物理系統，其基礎是電力系統廣域全景實時數據的采集、傳輸、存儲、分析及決策支持,具有風險預警型的信息化、自適應型的自動化、協調型的互動化特征。闡明了信息與電力流的深度融合的觀點[5-7]。周孝信等人認為智能電網結合了新能源革命的特征，既要適應大規模可再生能源的電力輸送和優化，又要適應分布式能源電力開放的需求[8]。

邊坡降雨入滲的尺寸效應還表現在另一方面，圖7所示為不同坡長下濕潤鋒深度與是否考慮氣壓時時間差Δ的變化規律.由圖可知，隨著濕潤鋒深度的增加，時間差也相應增加，但當坡長較小時，時間差增加趨勢更明顯，即達到相同的濕潤鋒深度，考慮氣壓作用時所需的時間越長，當坡長增大到一定程度后，時間差的變化就不明顯.其原因是坡長越小，隨著雨水的持續入滲，濕潤鋒下部空氣活動程度越劇烈，對雨水的阻滯作用越明顯，相當于一個針筒活塞，越向下受到的阻力越大，同樣推力的情況下推進相同距離所需的時間也越長.

3.2 穩定性評價對比

同樣以上述模型來研究邊坡穩定性系數隨降雨時間的變化規律，取坡長=80 m，傾角=30°，并考慮不同因素進行對比，圖8所示為計算結果.

由圖可知，降雨初期穩定性快速下降，后期逐漸平緩.當只考慮氣壓時，計算所得穩定性系數相對較大，只略低于傳統模型結果，邊坡始終處于穩定狀態.當只考慮滲透力時，穩定性下降速率明顯較只考慮氣壓時快，約10 h時邊坡失穩.當綜合考慮滲透力和氣壓的作用，穩定性下降最快，但整體只略低于只考慮滲透力的結果，且主要發生在降雨初期，后期穩定性下降速率基本平緩，與前者大致相同，約8 h時邊坡失穩.

對比分析可知，在邊坡穩定性分析中，滲透力比氣壓的影響更大.氣壓作用在降雨初期比較明顯，原因是隨著濕潤鋒的不斷擴展，由式(27)可知滲透力逐漸增大，而氣壓卻基本保持不變，所以后期滲透力影響占比越來越大，氣壓影響越來越小.

本節課的小結沒有采用傳統的問題式方式，而采用描述“中國館”的外形這一活動，學生能自覺的將它抽象成圖形，并分為兩個部分，一個部分是熟悉的長方體，可以通過名稱描述它的形狀，另一個部分是不熟悉的棱臺，可以通過表面的平面圖形或者通過熟悉的立體圖形描述它的形狀，其實質就是學生在這節課里獲得的知識和積累的經驗的最美詮釋．

4 結論

(1)在經典GA模型的基礎上，推導了初始含水率在天然非均勻分布條件下，考慮飽和帶滲流和氣壓作用的邊坡降雨入滲模型，較之傳統模型具有更廣的工程應用范圍和普遍意義，結果與數值模擬具有較好的一致性.

(2)降雨入滲受邊坡的尺寸影響明顯.一方面，由于飽和帶滲流的影響，濕潤鋒遷移速率隨著坡長的增大而增大，隨著坡長的增大，滲流影響作用逐漸減小，遷移速率基本保持不變；另一方面，當考慮氣壓作用時，坡長越小，達到相同的濕潤鋒深度，所需的時間越長，當坡長增大到一定程度后，遷移速率基本保持不變，時間差別也不明顯.

表3所示，日糧中松籽添加水平對四個組血清中谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶的酶活均無顯著影響（P＞0.05），單從結果來看，試驗2、3、4組酶活都低于試驗1組。

(3)降雨初期，邊坡穩定性下降較快，后期逐漸平緩.滲透力比氣壓對邊坡穩定性的影響更大，氣壓作用在降雨初期比較明顯，后期隨著濕潤鋒的不斷擴展，滲透力逐漸增大，而氣壓卻基本保持不變，因此滲透力影響占比越來越大，氣壓影響越來越小.