关键词：
降雨入渗
渗流场
应力场
位移场
安全系数
抗滑桩加固
摘要：
边坡作为自然界中广泛存在的地质体,其稳定性直接关系到人类生命财产安全及工程建设的顺利进行,降雨作为常见的气象现象,其入渗过程对边坡稳定性有着显著影响。降雨前,边坡的渗流场和应力场之间的耦合作用会影响边坡的稳定性,而降雨后,雨水会通过地表渗透进入边坡土体,使得土体的含水量逐渐升高,从而导致边坡的抗剪强度下降,此外,降雨还会引起边坡内部的孔隙水压力、有效应力、位移发生变化,最终直接影响边坡的稳定性,因此,降雨后对边坡进行加固就成了防止因降雨造成边坡破坏的重要举措。本文针对浙江省太湖环湖大堤实际工程,通过有限元软件ABAQUS对边坡建立模型进行数值模拟,主要工作及结论如下:
(1)根据浙江省太湖环湖大堤相关地勘资料确定边坡模型尺寸及所需要的地质材料参数,并且确定了计算工况主要有正常运行工况和极端低水位工况。
(2)使用ABAQUS进行边坡在降雨之前的稳定性分析数值模拟,通过渗流场和应力场的直接耦合作用,分析了边坡的渗流场、应力场、位移场,然后计算出了两种工况下边坡在降雨之前的安全系数分别为3.34和3.80,而工程实际要求边坡允许最小安全系数为1.30,结果表明,在降雨之前,此边坡处于稳定状态。然后通过改变单一变量,研究了不同材料参数对边坡稳定的影响,结果显示,随着粘聚力、内摩擦角和弹性模量的增大,边坡安全系数均随之增大,而随着渗透系数的改变,边坡安全系数并未发生改变。
(3)设置降雨时长为72h,降雨强度为0.02m/h,使用ABAQUS进行边坡在强降雨条件下的稳定性分析数值模拟,分别分析了边坡的渗流场、应力场、位移场,然后计算出了两种工况下边坡在降雨之后的安全系数分别为3.24和3.55,相比于降雨之前分别减小了0.10和0.25,然后研究不同降雨时长和降雨强度对边坡稳定性的影响,结果表明,随着降雨时长的增加,边坡安全系数呈现先减小后增大的特点,随着降雨强度的增加,边坡安全系数随之减小。
(4)对降雨后的边坡进行抗滑桩加固,通过分析加固后边坡的应力场和位移场以及安全系数变化情况,结果表明,在加固后边坡的安全系数分别从3.24提高到3.56,从3.55提高到4.194,证明此抗滑桩加固有效,可为工程实际提供参考。
图[71]表[12]参[99]
