间歇性降雨条件下道路土质边坡的入渗及稳定性研究

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我国地域辽阔,气候和地质环境复杂,道路边坡失稳所带来的直接经济损失不断增加。其中,降雨作为诱发边坡失稳最活跃的自然因素,了解降雨条件下道路边坡的入渗及稳定性变化规律,对全过程、全时域的地质灾害防治工作起着十分重要的作用。学者们对不同降雨条件下边坡的入渗及稳定性做了众多研究。但降雨边界条件的设置方式较简单,有较强的特殊性和单一性。实际降雨复杂多变,对于更接近实际降雨情况的边界设置方式还不够完善,即间歇性降雨对边坡的入渗及稳定性影响还有待更深入的研究。
  为更准确地分析实际降雨条件下道路土质边坡的安全性,提高现有的风险防治水平。本文统计并分析了气象局实际降雨资料,提出了滚动降雨量取值与数学计算相结合的间歇性降雨边界函数设置方法。基于本文提出的降雨边界确定方法,应用Geo-Studio软件,建立了145个道路边坡入渗及稳定性对比分析模型。展开了四种降雨工况下,土质边坡的体积含水量、孔隙水压力、安全系数变化规律研究。最后,依托实际道路边坡工程,建立了15个分析模型,进行了间歇性降雨条件下边坡的入渗及稳定性应用研究。主要结论如下:
  1)基于实际气象局降雨资料,应用滚动降雨量取值与数学计算相结合的间歇性降雨边界设置方法,所取得的降雨边界函数更贴近实际降雨情况。
  2)不同降雨类型的动态降雨条件下,延后型降雨对土质边坡稳定性最不利。
  3)动态组合降雨类型一定时,考虑间歇性降雨条件下土质边坡稳定性略低于不考虑降雨停歇条件下土质边坡的稳定性。
  4)不同降雨停歇时长的降雨条件下,土质边坡在短期降雨停歇过程中,安全系数随降雨停歇时长的增加而减小;在中期、长期降雨停歇过程中,边坡安全系数随间歇时长的增加而增加。
  5)不同降雨情况中,单一型降雨条件下的边坡安全系数大于间歇性降雨条件下边坡安全系数大于平均取值型降雨条件下的边坡安全系数。以实际道路边坡工程为例,在考虑间歇性降雨的边界条件下,道路边坡工程的安全系数范围扩大了28%。既扩大了边坡失稳性监测的范围,提高了降雨条件下道路边坡的风险防治水平,又能更好的满足道路边坡工程建设的经济性要求。
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