›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (6): 1815-1823.doi: 10.16285/j.rsm.2015.06.037

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非饱和-非稳定渗流条件下的边坡临界滑动场

蒋泽锋1, 2，朱大勇1, 2，沈银斌3，王宝存1   

  1. 1. 合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009；2. 合肥工业大学 安徽省土木工程与材料省级实验室，安徽 合肥 230009； 3. 合肥工业大学 建筑设计研究院，安徽 合肥 230009
  • 收稿日期:2014-01-09 出版日期:2015-06-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:蒋泽锋，男，1986年生，博士研究生，主要从事岩土体稳定性及河流动力学方面的研究工作
  • 基金资助:

    教育部优先发展课题（No.2013JYYF0661）；水利部公益项目（No.201401063）；国家自然科学基金项目（No.51179043）。

Critical slip field of slope under the condition of transient unsaturated seepage

JIANG Ze-feng1,2，ZHU Da-yong1,2，SHEN Yin-bin3，WANG Bao-cun 1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei, Anhui 230009, China; 2. Anhui Key Laboratory of Civil Engineering and Materials, Hefei University of Technology, Hefei, Anhui 230009, China; 3. Architecture Design Institute, Hefei University of Technology, Hefei, Anhui 230009, China
  • Received:2014-01-09 Online:2015-06-11 Published:2018-06-14

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1891

摘要： 受季节性降雨或水库运行的影响，岸坡外水位及坡内孔隙水压力场的变化较大，不利于岸坡的稳定性。在水位变化过程中，利用非饱和-非稳定渗流有限元计算得到孔隙水压力场，基于非饱和土的渗流和抗剪强度理论，对水位变化过程中的边坡临界滑动场法进行改进，提出可考虑水位变化与岸坡非饱和-非稳定渗流过程的边坡临界滑动场数值模拟方法。将改进后的水位变化过程中的边坡临界滑动场法分别应用于黏土、粉土岸坡在水位升降过程中的稳定性分析，研究了水位升降速率及基质吸力对岸坡稳定性的影响，并揭示了边坡在水位变化过程中的稳定性变化历程。研究表明，该方法计算结果合理、可靠，更适用于涉水边坡的稳定性计算，且岸坡稳定性变化历程受水位升降速率、基质吸力等多种因素共同影响，只有在考虑非稳定渗流的基础上同时考虑基质吸力的作用才能正确得出水位变化过程中岸坡稳定性变化规律和实质。

关键词: 边坡稳定, 水位变化, 非饱和-非稳定渗流, 孔隙水压力, 边坡临界滑动场

Abstract: Seasonal rainfall and reservoir operation can cause the fluctuation of reservoir water level and the change of pore water pressure distribution in the slope body, which is detrimental to slope stability. Based on the theory of shear strength of unsaturated soils and pore water pressure field obtained with finite element method for the transient unsaturated seepage, an improved numerical procedure for critical slip field of slope is proposed. In this procedure, the combined effect of water level fluctuation and transient unsaturated seepage on the behaviors of slopes can be taken into account. First, the transient unsaturated seepage fields of a clay/ silt slope are calculated using SEEP/W module in Geostudio to obtain pore-water pressure fields, which are imported into the improved procedure of critical slip field of slope method to evaluate changes in the factor of safety with changing water level. In addition, the influence of fluctuation velocity of water level and matric suction on the slope stability are also analyzed emphatically; and the slope stability changing course with water level fluctuation is revealed, so as to show the feasibility and reliability of the improved procedure. Moreover, the results not only show that the slope stability changing course is affected by fluctuation velocity of water level, matric suction, and so on, but also reveal that the more reasonable slope stability changing rules and essences are obtained by considering matric suction.

Key words: slope stability, water level fluctuation, transient unsaturated seepage, pore water pressure, critical slip field of slope

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[1] 苏永华, 李诚诚. 强降雨下基于Green-Ampt模型的边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 389-398.
[2] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[3] 刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土 一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[4] 于丽, 吕城, 段儒禹, 王明年, . 考虑孔隙水压力及非线性Mohr-Coulomb破坏准则下浅埋土质隧道三维塌落机制的上限分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 194-204.
[5] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6] 张治国, 黄茂松, 杨 轩, . 基于衬砌长期渗漏水影响的隧道施工扰动 诱发超孔隙水压消散及地层固结沉降解[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3135-3144.
[7] 韩同春, 林博文, 何露, 苏钰钦, . 基于GIS与数值模拟软件耦合的 三维边坡建模方法及其稳定性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2855-2865.
[8] 贺桂成, 廖家海, 李丰雄, 王 昭, 章求才, 张志军. 水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用模型及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1663-1672.
[9] 余 国, 谢谟文, 郑正勤, 覃事河, 杜 岩, . 基于GIS的边坡稳定性计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1397-1404.
[10] 汪华斌, 李建梅, 金怡轩, 周 博, 周 宇, . 降雨诱发边坡破坏数值模拟两个关键问题 的解决方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 777-784.
[11] 黄朝煊. 塑料排水板处理地基非线性固结计算研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4819-4827.
[12] 夏侯云山, 张抒, 唐辉明, 刘晓, 吴琼, . 考虑参数空间变异结构的结构化交叉约束 随机场模拟方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4935-4945.
[13] 刘锋涛, 张绍发, 戴北冰, 张澄博, 林凯荣, . 边坡稳定分析刚体有限元上限法的锥规划模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4084-4091.
[14] 唐洪祥, 韦文成. 耦合强度各向异性与应变软化的边坡稳定 有限元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4092-4100.
[15] 尹晓萌, 晏鄂川, 刘旭耀, 李兴明, . 土体稳定性计算中地下水作用力探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 156-164.
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[1] 刘清秉，项 伟，张伟锋，崔德山. 离子土壤固化剂改性膨胀土的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2286 -2290 .
[2] 况雨春，伍开松，杨迎新，马德坤. 三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型[J]. , 2009, 30(S1): 235 -238 .
[3] 陈智强，张永兴，周检英. 基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 141 -148 .
[4] 杜文琪，王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[5] 鄢治华，刘志伟，刘厚健. 黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理[J]. , 2009, 30(S2): 465 -468 .
[6] 许振浩 ，李术才 ，李利平 ，侯建刚 ，隋 斌 ，石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[7] 温世清 ，刘汉龙 ，陈育民. 浆固碎石桩单桩荷载传递特性研究[J]. , 2011, 32(12): 3637 -3641 .
[8] 巩思园，窦林名，何 江，贺 虎，陆菜平，牟宗龙. 深部冲击倾向煤岩循环加卸载的纵波波速与应力关系试验研究[J]. , 2012, 33(1): 41 -47 .
[9] 李顺群 ，高凌霞 ，柴寿喜. 冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. , 2012, 33(4): 1173 -1177 .
[10] 罗 刚 ，胡卸文 ，顾成壮 . 强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究[J]. , 2013, 34(2): 483 -490 .
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