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降雨入滲條件下內(nèi)河航道岸坡穩(wěn)定性分析

王元戰(zhàn); 袁永強(qiáng); 吳林鍵 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心; 天津300072
  • 降雨入滲
  • 岸坡穩(wěn)定
  • 流固耦合
  • 數(shù)值模擬
  • 強(qiáng)度折減

摘要:降雨入滲是引起內(nèi)河航道岸坡失穩(wěn)的重要因素。目前降雨入滲條件下岸坡穩(wěn)定性數(shù)值分析中,關(guān)于岸坡豎向剖面的飽和度與孔壓分布規(guī)律,主要針對不同的雨型分布開展研究,而不同的降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)和土體飽和滲透系數(shù)也會(huì)顯著影響飽和度與孔壓隨深度的分布,從而影響岸坡的穩(wěn)定性;降雨作用下的許多岸坡失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生在降雨停止后的某一時(shí)刻,目前鮮見針對降雨作用停止后岸坡穩(wěn)定性變化規(guī)律的數(shù)值模擬研究;當(dāng)降雨強(qiáng)度與岸坡土體飽和滲透系數(shù)較為接近時(shí),對岸坡的穩(wěn)定性最為不利,已有研究中沒有結(jié)合降雨強(qiáng)度考慮土體飽和滲透系數(shù)變化對岸坡穩(wěn)定性的影響。基于此,通過建立ABAQUS有限元數(shù)值模型,分析降雨作用對岸坡飽和度、孔隙水壓力、位移變形和安全系數(shù)的影響。結(jié)果表明:降雨入滲會(huì)使岸坡淺層土體的飽和度與孔壓急劇升高;雨水滲流及基質(zhì)吸力會(huì)使岸坡土體產(chǎn)生變形,強(qiáng)降雨會(huì)使淺層土體發(fā)生嚴(yán)重塑性破壞;降雨強(qiáng)度一定時(shí),隨著降雨時(shí)長增加,岸坡穩(wěn)定性降低,土體滲透系數(shù)較小時(shí),岸坡安全系數(shù)最小值出現(xiàn)在降雨結(jié)束后某一時(shí)刻;土體滲透系數(shù)對于岸坡穩(wěn)定性的影響需同降雨強(qiáng)度結(jié)合起來考慮。

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