秦　龙　廖　俊

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　550081)

降雨作用下高路堑边坡渗透稳定性分析

秦龙廖俊

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081)

摘要为了探讨边坡在强降雨作用下的渗流情况和稳定性，采用Geostudio中的SEEP/W模块对边坡在降雨作用下渗流情况进行数值计算分析，再与SEEP/W模块进行耦合分析，采用Morgenstern-Price法计算边坡在强降雨作用下的安全系数，并分析其稳定性。

关键词渗流计算耦合分析安全系数稳定性分析

1降雨入渗SEEP/W理论

1.1达西定律

SEEP/W模块渗流是以饱和和非饱和的达西定律为主的，达西定律的表达式为

q=ki

(1)

式中：q为流速，m/s；k为渗透系数，其值等于水力梯度为1时水的渗透速度，m/s；i为水力梯度。

1.2渗流基本方程

渗流计算的一般微分方程为

(2)

式中：H为总水头，m；kx为x方向渗透系数，m/s；ky为y方向渗透系数，m/s；Q为边界流量，m3/s；θ为单位体积含水率； t为时间，s。

在稳定流条件下，任何时刻单元水流入和流出的体积是相等的，则方程右边为0，有

(3)

土体体积含水率与土的性质和应力状态有关[1]。饱和-非饱和情况下的应力状态可以用状态变量为σ-ua和ua-uw来表示。式中：σ为总应力；ua为空隙内气体压力，uw为孔隙水压力。

SEEP/W在计算过程中的总应力是不变的，即土体没有发生加载或者卸荷[2]。SEEP/W还假定对于非稳定流问题，空隙中的气体压力为一常量[3]，意味着σ-ua也是一常量。因此，单位体积含水率的变化仅与孔隙水压力的变化有关，并可用下式来表达：

(4)

式中：mw为土-水关系函数的斜率。

总水头H定义为