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径流-渗流作用下松散土坡非均匀颗粒临界失稳分析

2021-11-29袁星宇符文熹李龙国

中国农村水利水电 2021年11期

刘 悦,袁星宇,张 帅,符文熹,李龙国

(1.四川大学水利水电学院,成都610065;2.四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室,成都610065)

0 引 言

松散土坡浅表物质具有结构松散、胶结程度低、抗干扰能力弱、孔隙度大、透水性强等特性,斜坡颗粒极易在降雨、地震、人类活动等因素影响下发生失稳破坏[1,2]。我国西南地区松散土坡分布广泛,降水丰富,发生滑坡和碎屑流灾害严重。因此,有必要开展坡面径流与坡体渗流联动作用下松散土坡颗粒冲刷启动机理研究。

近年来,松散土坡稳定性问题受到国内外学者广泛关注。Rijn 等[3]基于泥沙颗粒的受力特征,通过综合考虑横纵向底坡对泥沙起动的叠加效应,建立了任意坡面上泥沙颗粒处于临界起动状态时的拖曳力公式;谢立全等[4]在进行坡面泥沙受力分析时考虑了渗透力作用,发现向坡外的渗流将大幅降低岸坡泥沙起动条件;Kumar等[5]考虑到岸坡渗流的影响,提出无量纲的水流功率概念,并将其运用到渗流对坡面泥沙起动过程的描述中;Zamani 等[6]通过颗粒离散元法建立了三维土-基础-结构体系,对松散体在不同多向振动作用下的响应进行模拟;田海等[7]进行离心模型试验,对降雨条件下边坡土体强度的变化进行了分析,并得出结论降雨会降低松散堆积体边坡稳定性;毛雪松等[8]基于Midas/GTS 建立松散堆积体路基上边坡稳定数值模型,分析了各坡形因素对边坡稳定性的影响;张岩岩[9]采用一维地表径流运动波方程和二维地下水渗流Richards 方程,将地表径流和地下水渗流耦合,并结合非饱和土Bishop 有效应力及极限平衡理论,研究了降雨作用下滑坡稳定性问题;……

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