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持续降水入渗的公路高边坡稳定性分析

2021-10-21林小庆董天文

王 军 林小庆 董天文

(辽宁工程技术大学 土木工程学院,辽宁 阜新123000)

1 引言

在公路建设中,公路边坡的稳定与加固是建设工程中最重要的一个环节。虽然已经在设计、施工、养护方面采取了相应的支护加固、削坡稳定、截排水、倒水等技术措施,但每年雨季仍然发生较为频繁的失稳滑坡事故[1],截断交通、危及生命安全。为进一步揭示雨季持续降水过程中公路高边坡稳定性影响因素,作者采用强度折减法方法和有限差分软件FLAC3D软件,开展流固耦合降水入渗过程的高边坡稳定性计算,分析入渗因素对土质边坡稳定性的影响。

2 降水入渗与流固耦合条件

2.1 非饱和边坡

非饱和是指土壤孔隙由水和空气填充,并非全部是水。边坡降水过程初期,边坡体内部大部分处于非饱和状态,基质吸力强,在持续降水入渗的情况下,地下水位升高,边坡岩土体逐渐由非饱和转变成饱和状态,基质吸力变小。基质吸力影响着负孔隙水压力,而负孔隙水压力在抗剪强度发挥中起主要作[2],所以降水期间安全系数下降很显著,并有可能导致斜坡的破坏。

特别是当边坡坡面存在裂隙时,降水入渗量更大,边坡体内的有效应力迅速地改变,极度容易发生边坡的崩塌。

2.2 流固耦合

流固耦合力学的重要特征是两相介质之间的相互作用,流体介质与固体介质相互作用相互影响。如边坡内部流体流动导致固体力学的改变,而固体力学的改变又导致流体流动,从而导致有效应力改变[3]。……

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