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基于强度衰减模型的降雨对边坡渗流影响的研究

2021-07-05赵晨凯孙怀军徐小乐

地下水 2021年3期

赵晨凯,孙怀军,徐小乐

(天津市勘察院,天津 300000)

山体滑坡是一种严重的自然灾害,滑坡体的冲击对公路、桥梁和各种建筑物都会带来巨大的破坏,滑坡与边坡的稳定息息相关。近几十年来,中国有记录的滑坡次数达到6万次以上,其中90%滑坡的发生都与当地持续不断的降雨有关,说明降雨对滑坡的形成起到了至关重要的作用,高强度和长时间的暴雨更容易引发滑坡。除人工开挖山坡、砍伐植被等外部因素外,土体的粘聚力、内摩擦力等内在因素也影响着边坡稳定,由于渗流引发的土体含水量变化是控制粘聚力、内摩擦力等强度指标的关键因素[1,2]。本文以某水库右侧边坡为对象,在ABAQUS软件中模拟并分析了降雨对该边坡渗流关键参数的影响。

1 强度衰减模型

粘性土体的强度指的是其抗剪强度,也就是土体抵抗剪切变形的能力,土体抗剪强度的大小主要受到粘聚力和内摩擦角的控制,所以准确描述土体粘聚力和内摩擦角在降雨作用下的发展规律是建立强度衰减模型的关键[3,4]。

粘聚力是土体颗粒之间各种粘结作用力的统称,内摩擦角与颗粒发生错动时产生的摩擦力有关,这些作用力可以分为三类:(1)土体颗粒骨架间的连接力;(2)土体颗粒受外力作用发生转动时产生的反作用力,称为转动定向力;(3)土体处于不完全干燥状态时,由于颗粒空隙存在薄膜水而产生的作用力。其中,粘聚力主要与前两类作用力有关,内摩擦角则与第三类作用力相关。……

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