降雨入渗对基坑开挖边坡稳定性影响分析

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1、降雨入渗对基坑开挖边坡稳定性影响分析林廷松1，郑俊清2，黄福明2，3，韩同春2(1．浙江大学建筑设计研究院，杭州310027；2．浙江大学岩土工程研究所，杭州310058；3.宁波市建筑设计研究院，宁波315012)摘要：针对降雨入渗引起基坑变形失稳问题。以某放坡开挖基坑为例，建立一个考虑水力渗透系数特征曲线、土-水特征曲线以及修正的Mohr-Coulomb破坏准则的非饱和土流固耦合有限元计算模型，进行雨水入渗下基坑开挖边坡渗流场和应力场耦合的数值模拟，得到降雨入渗过程的孔隙水压力场和含水率分布，在此基础上利用简化Bishop条分法进行边坡稳定安全系数计算。结果显示：降雨入渗对单一均质砂

2、土边坡影响较大；上覆弱透水层能够有效减小降雨入渗对坡体表层及内部负孔隙水压力的影响，进而降低土体水平位移并提高边坡的稳定性。关键词：降雨入渗；非饱和土坡；耦合分析；安全系数中图分类号：TU560.4530文献标识码：AAnalysisontheinfluencesofrainfallinfiltrationsonstabilityofexcavationslopLINTingsong1，ZHENGJunqing2，HUANGFuming2,3，HANTongchun2(1．ArchitecturalDesignandResearchInstitute，ZhejiangUniversity

3、，Hangzhou；310027，China；2．InstituteofGeotechnicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China；3.NingboInstituteofArchitecturalDesign,Ningbo315012,China)Abstract:Inordertosolvetheproblemofstabilityofexcavationslopunderrainfallinfiltration.Takingaslopeexcavationforexample,thispaperpresentsafl

4、ow-deformationcoupledfiniteelementanalysismodelofunsaturatedsoilwhichconsidershydraulicconductivitycurve,soil-watercharacteristiccurve,modifiedMohr-Coulombfailurecriterion.Thisanalysismodelisusedtoevaluatetheprocessofinfiltrationintoanunsaturatedslopeunderrainfallanditseffectonsoilslopebehavior,w

5、hichcanobtaintheprocessofrainfallinfiltrationmoisturedistributionofporewaterpressurefield.Basedonthis,theresultsofslopestabilitysafetyfactorcanbecalculatedbyusingthesimplifiedBishopmethod.Theresultsshowthat:therainfallinfiltrationhasagreatinfluenceonsinglehomogeneoussoilslope.Theoverlyingsemiperm

6、eablelayercaneffectivelyreducetheeffectsofrainfallinfiltrationonslopesurfaceandinternalofnegativeporewaterpressure,whichcanimprovethestabilityofthehomogenizingsoilslope.Keywords:rainfallinfiltration;unsaturatedsoilslopes;coupledanalysis;stabilityfactor61引言降雨引起边坡失稳的问题一直受到人们的关注。雨水入渗使土体负孔隙水压力下降，饱和度增

7、加，强度下降。近年来许多学者对降雨入渗条件下边坡的稳定影响参数进行了大量的计算研究，得到了许多可贵的经验和成果[1][4]。陈善雄等[1][4]研究了降雨强度、持时、雨型、坡面保护层、土体渗透性等参数对边坡稳定性的影响；实测发现裂隙的存在对雨水入渗也有较大影响，只有降雨雨强大于一个临界值时才会有充足的降水通过裂隙渗入到斜坡深部，裂隙的影响才会表现出来，膨胀土渗透性越低越应注意裂隙的作用[2]；朱伟[6]研究设计了室内降雨入渗土柱试验