基于非饱和蠕变模型的滑坡长期变形数值模拟
2019-12-21王世梅邹良超
长江科学院院报 2019年12期
王 力,王 琳,王世梅,郭 飞,邹良超
(1.三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北 宜昌 443002;2.三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心,湖北 宜昌 443002)
1 研究背景
滑坡是一种常见的地质灾害,而降雨和水库蓄水是滑坡失稳的主要诱因。大量实例表明,水库蓄水导致滑坡变形演化失稳并不是立即发生的,大都经历了一个时间发展过程[1-2]。如美国Grand Coulee水库在1941年蓄水后的12 a内,先后发生滑坡500起,其中49%起发生在蓄水后2 a内,51%发生在2~12 a之间[1];我国三峡水库自2003年开始蓄水以来诱发变形的滑坡有151起,累计最大位移超过1 000 mm的大型滑坡达14个,绝大多数滑坡变形随时间在不断增加。如树坪滑坡累计最大位移量达到4 300 mm,随着库水位周期性涨落,滑坡体地下水呈现周期性升降,地表位移变形速率也呈周期性降低和增大,但滑坡累计位移总体上呈阶梯状持续增大趋势,即使库水位和地下水位稳定期间其变形仍在持续增大。这说明滑坡变形演化过程不仅与库水变动产生的渗流作用相关,还与蠕变效应相关。实际滑坡变形演化预测常采用现场监测和物理模型试验进行,但这2种方法主要用于重大滑坡研究,实际应用并不广泛。具有蠕变特点的滑坡从启动到整体滑动这一过程存在阶段性的变形,基于非饱和流固耦合理论的数值方法对于此类滑坡的分析尚有不足,因此需将渗流与蠕变耦合来分析库水作用下滑坡体内实际力学过程。 目前国内外对土体蠕变研究以试验为主[3],针对蠕变的数值计算研究较少。……
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