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降雨是边坡失稳破坏的主要诱因之一,边坡的滑动和破坏与雨水入渗有密切的关系,降雨条件下边坡的稳定性研究这个重要课题受到国内外学者的关注。强降雨或长时间降雨引起的边坡破坏对人类生命和财产造成了重大损失,分析降雨过程中边坡渗流场和稳定性随时间和空间的动态变化对边坡稳定性研究和预测有重要意义。本文以饱和-非饱和渗流理论为基础,分析降雨条件下边坡渗流场的变化规律,得出边坡岩土体体积含水率、暂态饱和区和孔隙水压力的形成和动态变化规律,并分析降雨条件和边坡自身特性对边坡渗流场变化规律的影响;再结合有限元渗流计算结果和极限平衡法对边坡稳定性的动态变化过程进行分析;然后对边坡渗流场和稳定性的影响因子进行敏感性分析,最后计算分析地震与降雨耦合作用下边坡的变形破坏机理。具体的研究工作如下:1.饱和非-饱和渗流基础理论研究。以达西定律和能量守恒定律为基础,归纳总结了饱和-非饱和渗流微分方程与瞬态饱和-非饱和微分方程的定解条件,作为后续有限元数值模拟的计算基础。2.运用有限元计算分析降雨条件下边坡渗流场的变化特征。本文采用二维有限元软件对降雨条件下边坡体积含水率、孔隙水压力的变化过程进行了全面的计算,并分析不同降雨强度、不同降雨持续时间、不同边坡坡比、不同边坡坡高等对边坡渗流场变化规律的影响。经计算分析得出:降雨入渗过程中,主要是边坡的表层土体受到影响,土体孔隙水增加,出现暂态饱和区;而受影响的范围首先是坡脚,然后是坡顶,最后才向坡体内部延伸。3.计算分析降雨过程中边坡的稳定性。将有限元渗流计算得到的结果和非饱和抗剪强度理论相结合,运用极限平衡法分析降雨过程中边坡稳定性的动态变化。同样考虑了不同降雨条件和边坡自身特性对边坡稳定性变化的影响。得出了边坡安全系数的变化规律:降雨条件下边坡稳定性安全系数出现不同程度的降低,最小安全系数不出现在降雨停止的瞬间,而是存在滞后现象;降雨停止后边坡的安全系数会缓慢回升。4.对边坡渗流场和稳定性的影响因子进行敏感性分析。运用灰色关联分析法对影响边坡渗流场和稳定性的各因子(降雨条件及边坡自身特征参数)进行了影响程度分析。经计算分析得出:降雨强度和降雨持续时间为边坡渗流场和稳定性的主要影响因素,在进行边坡优化设计和滑坡灾害防治时应将其作为首要考虑对象。5.分析地震及降雨耦合作用下边坡的稳定性。采用数值方法对地震后降雨入渗作用下边坡渗流场和稳定性进行计算分析,分析后得出:地震作用会使边坡出现永久变形和裂隙,增大边坡岩土体渗透性;而降雨入渗会进一步减弱边坡的抗剪强度,导致滑坡的出现,地震与降雨耦合作用比单一作用更容易引发滑坡的出现。