一维土柱高压充气阻渗法的数值模拟

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1、第38卷，第3期公路工程Vo1．38，No．32013年6月HighwayEngineeringJun．，2013一维土柱高压充气阻渗法的数值模拟康剑伟，孙红月，刘长殿(浙江大学海洋科学与工程学系，浙江杭州310058)[摘要]滑坡高压充气阻渗法是一种全新的滑坡抢险方法，目的是通过主动方式阻止水流入渗，可以作为一种防止滑坡的抢救性措施。高压充气阻渗法利用了空气可以阻止水流入渗的原理，其阻渗过程是空气驱替水的水气二相流过程。通过有限元数值模拟，综合考虑水气二相流的影响，分析比较了充气和不充气两种情况下一维土柱降雨入渗过程中孑L隙水压力、孔隙气压力、体积含水量的变化

2、过程。结果表明：高压充气阻渗法可以减缓水流人渗速度，有效阻止水流人渗。最后还提出了提高高压充气阻渗法数值模拟精度的三点意见。[关键词]降雨人渗；高压充气阻渗；水气二相流；数值模拟；滑坡[中图分类号]U418．55[文献标识码]A[文章编号】1674—0610(2013)03—0067—05NumericalSimulationofHigh-pressureInfiltrationResistanceofOne．dimensionalSoilColumnKANGJianwei，SUNHongyue，LIUChangdian(DepartmentofOceanSci

3、enceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou，Zhejiang310058，Chi一ha)[Abstract]LandslideHigh—pressureInfiltrationResistanceisanewlandsliderescuemethod，theaimistopreventwaterinfiltrationthroughaproactiveapproach，whichcanbeusedasarescuemeasurestopreventlandslide．High—pressureInfiltrati

4、onResistanceusestheprincipleofaircanpreventwaterin-filtration；thedrainageprocessistwo—phaseflow，whichisaprocessofairflowdrivingwaterflowthroughunsaturatedsoil．Thenusenumericalsimulationincludingthetwo—phaseflowanalyzingandcomparingthechangeprocessofporewaterpressure，poreairpressure，t

5、hevolumetricwatercontentunderOne—di—mensionalsoil，rainfallinfiltration．TheresultsshowedthatHigh—pressureInfiltrationResistancemethodcanreducethewaterinfiltrationrate，andpreventwaterinfiltrationeffectively．Finally，threepointsareputforwardtoimprovetheaccuracyofnumericalsimulationofhigh

6、·-pressureinfiltrationresistancemeth-od．[Keywords]rainfallinfiltration；High—pressureInfiltrationResistance；water—airtwo—phaseflow；numericalsimulation：landslide过程就会导致坡体地下水位大幅上升而引起滑坡启O引言动⋯。如果能在下次强降雨之前，采取主动方式阻地下水位变化是影响边坡稳定性的主要环境因止水流入渗，减少地下水的补给，就能有效防止边坡素，大多数滑坡灾害的发生是由于降雨导致地下水失稳，高压充气阻渗法正是基

7、于这一考虑提出的滑位上升，使得边坡的下滑力增加，岩土体的抗剪强度坡抢险措施，因此研究建立一种阻止水流入渗的主降低导致的。坡体地下水位上升是一个降雨人渗累动方法具有重要的现实意义。积的过程，如果没有前期的降雨积累，一次强降雨过国内外学者很早就对土体内气体对水流入渗的程不会导致坡体地下水位大幅上升，也就不会引起影响展开研究，李援农通过恒定土壤空气压力人滑坡启动，但如果有明显的前期降雨积累时，强降雨渗试验得出入渗水流替换土壤气相时将产生空化和[收稿日期】20l2一O8一l0[基金项目】国家自然科学基金资助项目(40972187)；浙江省重点创新团队支持计划(2009R

8、50050)[作者简介】