›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (11): 3157-3162.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

大降雨条件下气压力对边坡稳定的影响研究

王继成1, 2,俞建霖1,龚晓南1,马世国3   

  1. 1.浙江大学 滨海和城市岩土工程研究中心,杭州 310058;2.台州职业技术学院建工学院,浙江 台州 318000; 3.宁波城建投资控股有限公司,浙江 宁波 315031
  • 收稿日期:2013-07-11 出版日期:2014-11-11 发布日期:2014-12-10
  • 通讯作者: 俞建霖,男,1972年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事软黏土力学、地基处理及基坑工程等方面的研究与教学工作。 E-mail: yujianlin72@126.com E-mail:wjc1818@zju.edu.cn
  • 作者简介:王继成,男,1975年生,博士研究生,主要从事挡土墙等方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51078377)。

Research on effect of closed air pressure on slope stability under intense rainfall

WANG Ji-cheng1, 2, YU Jian-lin1, GONG Xiao-nan1, MA Shi-guo3   

  1. 1. Research Center of Coastal and Urban Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. College of Architecture and Civil Engineering, Taizhou Vocational and Technical College, Taizhou, Zhejiang 318000, China; 3. Ningbo Urban Construction Investment Holding Company Limited, Ningbo Zhejiang 315031, China.
  • Received:2013-07-11 Online:2014-11-11 Published:2014-12-10

摘要: 对于大面积浅层风化土边坡,当下部含有浅水位或不透水基岩层时大降雨将导致下部气体被封闭。随着湿润峰的下移,气压不断增大。封闭气压力不仅降低了雨水在边坡土体的入渗率,而且对边坡的稳定有显著影响。通过分析封闭气压力的形成和相关理论,提出取 大小的气压力头来研究边坡的稳定性(Hc为一水头值,与土体孔隙尺寸分布有关; hd为土体进气值水头)。结合非饱和土的Mohr-Coulomb破坏准则和极限平衡法,将封闭气压力引入到边坡的稳定分析中,建立了考虑气压力影响下的稳定分析模型。与传统的不考虑气压力的稳定分析方法作对比,提出了气压力影响率概念。研究表明,封闭气压力显著降低了边坡的安全系数,传统的无限边坡稳定计算方法偏于危险。研究结果对无限边坡的强降雨安全预报具有较好的指导作用。

关键词: 降雨入渗, 封闭气压力, 边坡稳定, 安全系数

Abstract: For a large area of shallow slope covered with weathered soils, when the groundwater table or the impermeable bedrock is shallow, intense rainfall will result in the air in soils being closed. With the wetting front moving downward, air pressure increases constantly. Closed air pressure not only reduces rainwater infiltration rate of the soil in slope, but also has a significant effect on slope stability. This paper analyzed the formation of air pressure and its related theories, and suggested that a pressure head was used to study slope stability(Hc is a value of water head related to the pore size distribution; hd is an air-closing water head). Combining the Mohr-Coulomb failure criterion of unsaturated soil and the limit-equilibrium method, the closed air pressure head is applied to slope stability analysis; and the stability analysis model is established considering air pressure. The comparison was also carried out with the classical stability analysis method; and a concept of effect rate of air pressure is also defined. It is found that closed air pressure significantly reduce the safety factor of slope stability; the classical stability analysis method of infinite slope is more dangerous; research results in this study of infinite slope safety prediction have a great guide significance.

Key words: rainfall infiltration, closed air pressure, slope stability, safety factor

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