降雨条件下非饱和土边坡流固耦合数值模拟

在传统的应力平衡方程基础上,结合岩土介质饱和-非饱和渗流理论,考虑边坡岩土体的非饱和性及渗透系数的非线性特征,建立了渗流场-应力场耦合方程。结合数值算例,对降雨条件下非饱和土质边坡进行了流固耦合分析。结果表明:降雨过程中边坡的最大水平和竖向位移分别出现在坡脚和坡顶处,且浅层区内位移梯度较大;降雨过程中土体的含水量和孔隙压力逐渐上升,基质吸力则逐渐减小甚至完全丧失,二者综合作用导致土体抗剪强度下降,影响边坡的稳定性;上部土体饱和度逐渐增加,并且降雨过程中边坡的表层形成暂态的饱和区,逐步向下推移,所以路面会发生积水。研究结果可为降雨条件下边坡稳定性分析和滑坡预测提供理论基础,也可为制定边坡治理方案提供参考。
非饱和土 降雨入渗 耦合分析 有限元分析 数值模拟 边坡稳定性
姜兆华 李继祥 何翔 刘肖凡
武汉工业学院多孔介质力学研究所武汉
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2008-11-22(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)