岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 980-988.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0474

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

降雨入渗条件下土质边坡含水率分 布与浅层稳定性研究

史振宁1, 2，戚双星3，付宏渊1，曾铃3，何忠明1，方睿敏1   

  1. 1. 长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114；2. 长沙理工大学 公路养护技术国家工程实验室，湖南 长沙 410114； 3. 长沙理工大学 土木工程学院，湖南 长沙 410114
  • 收稿日期:2019-03-08 修回日期:2019-07-31 出版日期:2020-03-11 发布日期:2020-05-26
  • 作者简介:史振宁，男，1990年生，博士，讲师，主要从事边坡稳定性等方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No.51908069，No.51978084，No.51838001，No.51878070）；长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室开放基金资助项目（No.kfj170103）；湖南省重点领域研发项目（No.2019SK2171）。

A study of water content distribution and shallow stability of earth slopes subject to rainfall infiltration

SHI Zhen-ning1, 2, QI Shuang-xing3, FU Hong-yuan1, ZENG Ling3, HE Zhong-ming1, FANG Rui-min1   

  1. 1. School of Traffic and Transportation Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha, Hunan 410114, China; 2. National Engineering Laboratory of Highway Maintenance Technology, Changsha University of Science & Technology, Changsha, Hunan 410114, Hunan, China; 3. School of Civil Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha, Hunan 410114, China
  • Received:2019-03-08 Revised:2019-07-31 Online:2020-03-11 Published:2020-05-26
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51908069, 51978084, 51838001, 51878070), the Open Fund of National Engineering Laboratory of Highway Maintenance Technology, Changsha University of Science & Technology(kfj170103) and the Key Research and Development Program of Hunan Province(2019SK2171).

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摘要： 设计一种可以测量土体体积含水率的降雨入渗试验模型，通过试验得到土体初始含水率分布状态以及降雨入渗条件下土体含水率变化规律。在此基础之上，结合非饱和土抗剪强度理论与极限平衡理论，得到降雨入渗条件下土质边坡浅层稳定性计算方法。对杭新景高速公路七里连接线工程沿线土质边坡稳定性进行分析，具体结论如下：可采用含水率分布参数A、修正系数?、??表征的反比例函数表示自然状态下土体的初始含水率分布规律。含水率分布参数对边坡稳定性影响表现为随着A值的增大，边坡初始稳定性逐渐下降，边坡受降雨影响的敏感程度也随之下降。降雨强度相同时，初始表面含水率越大引起边坡失稳所需的降雨时间越短；降雨时间相同时，初始表面含水率越大引起边坡失稳所需的降雨强度越小。在相同地下水位条件下，边坡降雨强度与导致边坡失稳所需的降雨时间成反比。

关键词: 降雨入渗, 土质边坡, 含水率分布, 边坡稳定性, 降雨强度?历时曲线

Abstract: A rainfall infiltration test model which enables the measurement of the volumetric water content of soil is designed. The distribution and variation of the initial water content under rainfall infiltration are obtained through the test. Based on these results, a novel method for shallow stability analysis of earth slopes subject to rainfall infiltration is proposed by combining the unsaturated shear strength theory and the limit equilibrium method. The proposed method is then applied to study the stability of a soil slope along the Qili connecting line of Hang-Xin-Jing expressway. The main findings are as follows: the inverse proportion function characterized by water content distribution parameter A, correction coefficient λ and μ can be used to describe the initial water content distribution of soil in natural state; with the increase of A value, the initial stability of the slope decreases, and the sensitivity of rainfall to slope instability also decreases; when the rainfall intensity is the same, the greater the initial surface water content is the shorter the rainfall time needed to cause the slope instability; and when rainfall time is the same, the greater the initial surface water content is the smaller the rainfall intensity needed to cause the slope instability. Under the same groundwater level, the rainfall intensity is inversely proportional to the rainfall time needed to cause the slope instability.

Key words: rainfall infiltration, soil slope, water content distribution, slope stability, rainfall intensity-duration curve

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