›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (11): 2892-2898.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

非稳定渗流条件下非饱和土边坡稳定分析

于玉贞1,林鸿州2,李荣建1,李广信1   

  1. 1. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(筹),北京 100084;2. 长安大学 地质工程与测绘学院,西安 710054
  • 收稿日期:2006-10-17 出版日期:2008-11-10 发布日期:2013-08-07
  • 作者简介:于玉贞,男,1966年生,博士,副教授,所长,主要从事边坡、土石坝稳定分析研究工作

Stability analysis of unsaturated soil slope under transient seepage flow state

YU Yu-zhen1, LIN Hung-chou2, LI Rong-jian1, LI Guang-xin1   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydroscience and Hydraulic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. College of Geology Engineering and Geomatics, Chang’ an University, Xi’ an 710054, China
  • Received:2006-10-17 Online:2008-11-10 Published:2013-08-07

摘要: 大量的滑坡灾害表明, 水的作用是影响边坡失稳的重要原因,合理地评价边坡的稳定性,需考虑边坡基质吸力场的变化与水的渗流作用。通过稳定与非稳定渗流条件下的非饱和土堤算例,探讨了Bishop和Fredlund非饱和土抗剪强度公式应用于强度折减有限元法的差异,并与极限平衡法的结果进行对比。结果表明,Bishop和Fredlund非饱和土抗剪强度公式的本质是相同的,而从非稳定渗流条件下的分析结果来看,强度折减有限元法分析的安全系数与极限平衡法分析临水坡和背水坡安全系数的最小值相当接近,强度折减有限元法更适合分析边坡的整体稳定性。此外,采用Bishop强度公式可以通过用饱和度代替基质吸力参数来体现基质吸力对强度的影响,在分析饱和度较高的非饱和土边坡稳定性时较为方便。

关键词: 强度折减, 有限元法, 极限平衡法, 非稳定流, 非饱和土边坡

Abstract: The effects of hydraulic characteristics play an important role in many landslide hazards; accordingly the variation of matric suction and seepage are considerable factors to evaluate the stability of unsaturated soil slopes. This paper investigates the difference between finite element method with shear strength reduction technique (SSRFEM) and limit equilibrium method (LEM) which are applied to evaluate the stability of unsaturated riverbank in steady and transient seepage flow state. The results show that the effective shear strength equations for saturated soils which are introduced by Bishop and Fredlund are the same in essence. Besides, it is shown that the SSRFEM is more applicable to evaluating global stability of slopes than LEM from the slope stability analysis results in transient seepage flow state. Moreover, the factor of matric suction can be replaced by the relative degree of saturation when the degree of saturation is comparatively high; therefore the approach which is adopted by Bishop can evaluate unsaturated soil slope stability more conveniently, especially in rainfall or water level variation situation.

Key words: shear strength reduction technique, finite element method, limit equilibrium methods, transient flow, unsaturated soil slope

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