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由于降雨导致边坡失稳进而影响交通的情况越来越多,降雨对边坡的稳定性影响非常大。对于岩质边坡,降雨裂隙入渗对其稳定性同样具有巨大的影响,裂隙岩体降雨入渗主要体现为裂隙渗流。本文针对河南省南召县一公路岩质边坡(后简称南召岩质边坡),首先全面分析水对边坡稳定性的影响,引入非饱和土的抗剪理论,对地表裂隙入渗对岩质边坡稳定性的影响机理进行深入定性的探讨。在分析总结裂隙渗流特性和规律基础上,将结构面网络模拟应用于岩体裂隙网络特征研究,有效的解决了岩体的等效渗透参数,为下文的渗流场的模拟分析提供有力计算数据。然后应用有限元分析软件Geoslope中SEEP模块对南召岩质边坡在不同降雨入渗工况下进行了渗流场的模拟分析,得出了不同工况下边坡岩体内的渗流场,并在此基础上,考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载的影响,利用有限元分析软件Geoslope中SLOPE/W模块对该岩质边坡在不同工况渗流场影响下进行极限平衡稳定性分析计算,分别得出不同工况下的稳定性系数。最后分析总结在该岩质边坡降雨裂隙入渗过程中,降雨入渗强度、降雨入渗持续时间等重要参数对岩质边坡渗流场及稳定性的影响规律,进而分析降雨裂隙入渗对该岩质边坡稳定性的影响。
本文主要成果:
(1)全面分析水对边坡稳定性的影响,并引入非饱和土的抗剪理论,对地表裂隙入渗对岩质边坡稳定性的影响机理进行深入的探讨;
(2)综述裂隙岩体渗流特性及规律,采用岩体结构面网络模拟Monte-Carlo研究岩质边坡裂隙特征,并求解其等效渗透系数;
(3)利用有限元分析软件Geoslope中SEEP模块对南召岩质边坡在不同工况下的渗流场进行模拟分析,分别得出其孔隙水压力等值云彩图;
(4)在上述饱和非饱和渗流场计算结果的基础上,考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载的影响,利用有限元分析软件Geoslope中SLOPE/W模块对降雨入渗情况下南召岩质边坡进行极限平衡稳定性分析计算,分别得到不同工况下的稳定性系数,使计算结果更符合工程实际:
(5)分析总结南召岩质边坡在裂隙入渗过程中,降雨强度、降雨持时等重要参数对该边坡渗流场及稳定性的影响规律,进而分析裂隙渗流对岩质边坡稳定性的影响。