深圳市勘察研究院有限公司 广东深圳 518000
摘要:本文主要针对降雨条件下非饱和夹软弱土层边坡的稳定性展开了探讨，对降雨入渗非饱和土坡模型的建立作了概述，并对算例作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词:降雨条件；边坡；稳定性
0 引言
降雨和滑坡是人类生活中的两种常见自然现象，降雨是诱发滑坡的主要原因，二者有着密切的联系。而在我国，软土分布很广，由于降雨引起的滑坡灾害屡见不鲜。其中，降雨入渗是引发边坡失稳破坏的主要因素，因此，我们需要对边坡的稳定性进行分析，以减少滑坡灾害的发生及做好预防。
1 降雨入渗非饱和土坡模型建立
1.1 渗流基本方程
非饱和非稳定渗流土坡稳定性分析关键是土坡内非稳定渗流场的计算，考虑一个非饱和土体单元，基于非饱和土Darcy定律和质量守恒原理，得到饱和—非饱和渗流基本方程为:
2.2 边坡降雨入渗分析
初始水头边界设为坡脚水平面处，孔压等值线分布云图见图3。降雨24h，48h，72h和96h后的降雨入渗后的孔压分布图与初始状态差别很大，随着降雨时间增加，边坡上部土层含水量上升，基质吸力有所减小。若将孔压等于零处在云图中显示出来，还可清晰地看到任意时刻浸润面的位置，从而判断水流入渗情况。在到72h降雨减小或停止后，孔隙水压力也将有所减小，饱和度减小，土体浅层基质吸力逐渐增加。
2.3 边坡降雨稳定性分析
在降雨入渗分析之前，需要知道初始应力、初始饱和度等初始条件。本文首先采用线弹性模型进行了一个静水位分析，得到了一系列初始状态，其中，初始竖向有效应力分布如图4所示。由图4可见，在土坡顶部竖向有效应力不为零，这是因为在ABAQUS中，有效应力:
σ'=σ－(χuw+(1－χ)ua)。
该式反映了基质吸力的影响，将χ取为饱和度Sr，ua取为0，则σ'=σ－Sruw。
降雨24h，48h，72h和96h后的有效应力:土坡体中竖向有效应力成层分布，且随深度逐渐增加。在到72h降雨强度未减弱之前，有效应力随时间增加逐渐减小，72h之后，伴随着降雨强度减弱甚至停止时，竖向有效应力随时间呈增长趋势。
本例中初始时刻应变量为零，降雨24h，48h，72h和96h后的有效应变:随时间增加有效应变逐渐减小。降雨一开始，软土层区应变比较剧烈，直到降雨72h后和其他层区具有相同有效应变。在降雨72h强度减弱或停止后可以看到，有效应变有增加趋势，这是因为降雨强度减小，孔隙水压力逐渐减小，基质吸力又逐渐增加，土体内有效应力增加。
从数值模拟结果中可以看出，降雨入渗作用下塑性区首先出现在坡脚浅层，沿着坡面向上发展，与实际工程中滑塌现象一致。该实例较好的验证了强降雨条件下夹软弱土层边坡稳定性分析有限元模型的可靠性，可以为该工况下土坡稳定性评价及工程预防提供技术思路与参考。
3 结语
综上所述，边坡的不稳定极易在降雨条件下发生滑坡灾害，因此，我们需要对降雨条件下非饱和夹软弱土层边坡的稳定性进行科学分析，以为减少滑坡灾害和及时预防提供有效的理论支持。
参考文献
[1]李晓鸿.降雨条件下边坡稳定性分析及滑坡防治措施[J].交通科技与经济.2012（05）.
[2]邹祖银、朱占元、张锋、陈婷婷、张自兴.连续降雨条件下某震后高边坡稳定性分析[J].地震工程学报.2016（04）.
论文作者:张驰萍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签：入渗论文; 应力论文; 土坡论文; 稳定性论文; 土层论文; 条件下论文; 应变论文; 《基层建设》2017年第18期论文;