降雨強度對不同滲透性土質高邊坡穩定性數值分析

(湖南省永州市公路局工程處，湖南 永州 425000)

0 引言

近年來，國內的公路、鐵路等工程建設得到蓬勃發展，在山坡地區出現較多的邊坡工程，當雨季期間雨水頻繁入滲，會造成邊坡失穩引發滑坡災害[1]。根據全國地質災害調查結果可知，滑坡約占總地質災害的50%左右，其中降雨入滲誘發的滑坡占比45%以上[2,3]。降雨入滲會引起邊坡土體內的孔隙水壓力增大，導致邊坡內基質吸力和黏聚力減小，造成邊坡失穩誘發滑坡[4,5]。可見邊坡內的孔隙水壓力與土體滲透性及降雨強度密切相關，基于此，本文采用有限元分析方法，重點分析不同滲透性的土質邊坡分別在3種降雨強度作用下的穩定性，分析結果對土質高邊坡的穩定性控制及防護提供理論依據。

1 計算模型

本文使用Geo-Studio有限元軟件進行計算分析，其中邊坡穩定性采用Slope/w模塊，地下水滲流采用Seep/w模塊。試驗流程首先基于有限元法結合Seep/w做降雨入滲條件下的二維非飽和滲流分析，然后依據極限平衡法運用 Slope/w軟件對邊坡的穩定性能進行詳細分析[6]，具體試驗步驟為：①輸入非飽和土相關公式、參數；②設定降雨因素，運用Seep/w軟件進行滲流分析；③計算邊坡的孔隙水壓力；④輸入邊坡幾何特征、土壤特性、降雨時間及雨強等參數；⑤計算安全系數及滑動面。

1.1 模型建立

運用Geo-studio有限元軟件建立邊坡計算模型，邊坡模型及其網格劃分大致如圖1所示，其中藍色線條表示地下水位，紅色線條表示AB截面，整個模型中共1 064個結點，994個單元。邊坡模型中各參數如表1所示?！?br>