考虑降雨入渗的裂隙岩体边坡渗流及稳定数值模拟

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我国山岭地区众多,滑坡分布广泛,滑坡灾害给人民生命财产及国家建设发展带来巨大损失。一直以来,边坡稳定性分析就是岩土工程研究中的重要内容。造成边坡失稳的原因非常复杂,其中,降雨入渗是引起边坡失稳的主要外因之一。  目前,国内外关于非饱和渗流特点与机理研究,还处于发展阶段。裂隙非饱和渗流处于刚起步阶段,研究集中在单裂隙非饱和渗流机理研究、非饱和土水特征曲线的试验和理论研究。实际工程问题分析中多借鉴孔隙介质非饱和渗流理论。  在天然边坡岩体中分布大量节理、裂隙,是边坡破坏模式的控制因素。对于裂隙岩质边坡稳定性分析,岩土工程常用的传统极限平衡法不能刻画结构面对边坡稳定性的作用。本文采用离散单元法计算岩体边坡破坏模式及稳定性,对降雨入渗的裂隙岩体边坡渗流进行数值模拟,主要内容如下:  (1)详细地阐述了多孔介质、裂隙介质饱和-非饱和渗流理论,总结了非饱和渗流问题研究方法,分析非饱和带的水分运移特性、土水特征曲线、非饱和渗流参数的拟合问题。  (2)分析了降雨入渗的机理、基本假定及处理方法、降雨入渗对边坡稳定性的影响机理。  (3)对于裂隙岩质边坡,变形破坏通常受结构面的控制。采用离散元方法,探讨了结构面对边坡破坏型式的影响,对结构面的部分参数进行敏感性分析。  (4)结合工程实例,采用离散元程序UDEC,分析裂隙岩体边坡的稳定性及变形破坏特性;根据工程勘测资料,再进一步分析降雨对岩体边坡的渗流场及稳定性的影响。研究方法是基于饱和-非饱和理论,考虑大断层、裂隙对渗流的控制作用,建立二级裂隙网络模型,结合等效连续介质理论,分析不同降雨强度、降雨历时下边坡的渗流及稳定状态。
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