基于降雨条件下饱和-非饱和土坡的稳定分析

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1、兰州理工大学硕士学位论文降雨条件下饱和-非饱和土坡的稳定分析姓名：张琦申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李萍20070501摘要降雨入渗是非饱和土边坡失稳的主要诱发因素。本文针对降雨条件的土坡稳定问题，运用降雨入渗理论、饱和一非饱和渗流理论、非饱和土抗剪强度理论、土坡稳定分析方法等多种手段，系统的分析了降雨入渗情况下降雨强度、降雨持时、土壤饱和渗透系数等参数对饱和一非饱和渗流场和土坡稳定的影响，得出了一些有益的结论。文中以总水头为基本未知量推导了饱和一非饱和渗流的控制方程。基于Galerkin有限元法推

2、导了饱和一非饱和渗流计算有限元列式。运用MATLAB软件编制的渗流计算程序FLOW2D计算给定降雨条件下的土坡孔隙水压力分布，探求了降雨强度、降雨持时、土壤饱和渗透系数等参数的变化对渗流场的影响。文中将渗流场的孔隙水压力引入非饱和土抗剪强度理论中，并将其作为土坡稳定分析的重要因素。运用MATLAB软件编制的土坡稳定分析程序STAB2D计算得出了相应情况下的土坡稳定安全系数的变化规律，探讨了各参数变化对边坡稳定性安全系数的影响。可为非饱和土土坡稳定分析、滑坡灾害预报和土坡治理等方面提供有用的参考数据，具有一定的理

3、论意义和实用价值。关键词：降雨入渗；饱和一非饱和渗流：土坡稳定分析；有限元AbstractLandslideiscloselyrelatedtorainfall，andforunsaturatedsoilslopetheraininfiltrationisthemostimportantonethatresultsinlandslide．Itisofgreatsignificancefortheprecautionoflandslidetomakeadeepstudyofthelandslidelawunder

4、rainfallandestablishaquantitativemodelforanalysis．Inordertoanalyzetheinfluenceofrainfallontheunstaturatedsoilslopes’stability。onthebasisoftherainfallinfiltrationtheory，thesaturated·unsaturatedseepagetheory，theunsaturatedshearstrengththeory，theslopestabilitya

5、nalysismethod，itisanalyzedcompletelythattheinfluenceofrainfallintensity，rainfalldurationandsaturatedcoefficientofpermeabilitytoseepagefieldandstabilityoftheunstaturatedsoilslope，andgainssomebeneficialconclusions．Onthebaseofbasicseepagephysicsequation，regardi

6、ngpressurehydraulicheadasabasicunknownquantitytodeducesaturated—unsaturatedseepagedifferentialequation，theFEMformatofdifferentialequationisdeducedbasedOUGalerkinmethod．AccordingtotheseepagecalculationalprogramwithMATLABsoftwareundertheconditionofrainfall，the

7、disposalofporewaterpressureiscalculatedandtheinfluenceofseepagefieldwiththevariationofrainfallintensity，rainfallduration，coefficientofstaturatedpermeabilityiSstudied．Theporewaterpressureisimportedtotheunsaturatedshearstrengththeoryandisregardedastheimportant

8、factorfortheslopestabilityanalysis．AccordingtotheslopestabilityanalysisprogramwithMATLABsoftware，variationalruleofslopestabilitycoefficientofsecurityandtheinfluenceofvariationofseveralparameters