亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        強(qiáng)降雨環(huán)境下堆積層滑坡穩(wěn)定性研究

        2022-09-14 02:31:08
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2022年11期
        關(guān)鍵詞:濕潤降雨滑坡

        鄒 建

        (貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司,貴州 貴陽 550001)

        亞熱帶地區(qū)和熱帶地區(qū)的堆積層滑坡較多,強(qiáng)降雨環(huán)境下堆積層滑坡引發(fā)的自然災(zāi)害問題較多,對(duì)人身安全及財(cái)產(chǎn)造成威脅。為了減少滑坡問題帶來的影響,需要對(duì)強(qiáng)降雨環(huán)境下的堆積層滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果,采取一些應(yīng)對(duì)措施做好防范工作。在進(jìn)行降雨滑坡穩(wěn)定性分析時(shí),除了降雨入滲分析以外,還需要對(duì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行深入探究。目前,GA模型(Green-Ampt模型)降雨滑坡穩(wěn)定性分析方法應(yīng)用較多,該模型雖然能夠反映雨水重分布狀況,分析降雨量對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成的影響,但是未能考慮濕潤鋒以上飽和帶平行坡比表?xiàng)l件下引發(fā)滲漏而導(dǎo)致的水分流失問題,且缺少降雨入滲導(dǎo)致的土體抗剪強(qiáng)度變化分析。為了彌補(bǔ)該模型存在的不足,該文嘗試提出新的滑坡降雨入滲模型研究,利用該模型分析堆積層滑坡穩(wěn)定性。

        1 滑坡降雨入滲模型的構(gòu)建

        1.1 模型假設(shè)

        堆積層滑坡穩(wěn)定性分析,需要獲取滑坡降雨入滲信息,通過分析入滲特點(diǎn),判斷滑坡穩(wěn)定性。通過整理大量文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),強(qiáng)降雨環(huán)境下,斜坡淺表層土體狀態(tài)發(fā)生改變,待其達(dá)到飽和狀態(tài)后,隨著降雨量的增加逐漸擴(kuò)展,該過程可以從2個(gè)方面進(jìn)行分析:1)飽和帶隨著雨水滲入補(bǔ)給的增加而逐漸擴(kuò)大。2)水力梯度、坡體幾何條件容易對(duì)滑坡降雨入滲造成較大影響,飽和帶水分沿著坡表向下的方向排出,以滲透力方式作用于滑坡?;谶@些分析,探究滑坡強(qiáng)降雨入滲過程,提出以下假設(shè)。1)滑坡結(jié)構(gòu)分為2個(gè)部分,均質(zhì)土體分布在上部,不透水基巖分布在下部。2)根據(jù)滑坡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知,坡表徑流環(huán)境下,坡面不會(huì)產(chǎn)生積水。3)土體含水率分布均勻,去除地下水作用指標(biāo)展開分析,基質(zhì)吸力水頭參數(shù)為固定值。4)沿著豎直向下的方向降雨,產(chǎn)生的強(qiáng)度不低于土體飽和滲透系數(shù)。

        1.2 模型的構(gòu)建

        滑坡非飽和土體受地表水滲入影響,導(dǎo)致表層土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)。在該過程中,基質(zhì)吸力和重力的作用下,入滲持續(xù)期間,濕潤鋒隨之向下擴(kuò)展。按照GA模型結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),分析表面傾斜邊坡結(jié)構(gòu)變化。表層土體受強(qiáng)降雨影響形成飽和帶,計(jì)算入滲速率,如公式(1)所示。

        式中:為斜坡表面傾角;H為濕潤鋒位置的基質(zhì)吸力水頭;λ為飽和滲透系數(shù);為降雨入滲速度;D為沿著坡表垂直方向的濕潤鋒深度。

        由于降雨初期,表層土體沒有達(dá)到飽和狀態(tài),此時(shí)未產(chǎn)生濕潤鋒。上述模型適用條件有限,待形成濕潤鋒以后,或者表層土體達(dá)到飽和狀態(tài)后,才可以使用該模型進(jìn)行分析。為了較為全面地探究滑坡降雨入滲問題,將入滲過程分為2個(gè)階段,分別是濕潤鋒形成前階段、濕潤鋒形成后階段。

        與降雨強(qiáng)度相比,坡表土體雨水滲透能力更強(qiáng),處于非飽和狀態(tài),陰雨天氣所降雨水皆滲入土體。當(dāng)降雨持續(xù)一段時(shí)間達(dá)到臨界時(shí)刻t,便形成濕潤鋒。假設(shè)降雨強(qiáng)度為q,根據(jù)入滲率與強(qiáng)度之間的關(guān)系,設(shè)定降雨入滲速率為cos。將這2個(gè)參數(shù)代入公式(1)中,得到關(guān)系式(2)。

        式中:Dt時(shí)刻對(duì)應(yīng)的濕潤鋒深度,為降雨強(qiáng)度。

        假設(shè)t時(shí)刻降雨入滲累計(jì)量為Q,該參數(shù)計(jì)算公式如下。

        式中:θ為土體天然體積含水率,θ為土體飽和體積含水率。按照質(zhì)量守恒定律,土體水分增加量與降雨量相等,由此可以推導(dǎo)臨界時(shí)刻的計(jì)算方法,如公式(4)所示。

        滑坡表層土體達(dá)到飽和狀態(tài)的同時(shí),部分區(qū)域產(chǎn)生表層徑流,這些區(qū)域雨水入滲能力不高于降雨強(qiáng)度。其中,關(guān)于表層入滲速率可以利用公式(1)展開計(jì)算。另外,水力梯度、斜坡幾何條件皆對(duì)雨水入滲性能造成一定影響,濕潤鋒以上飽和帶水分沿著坡表向下的方向流動(dòng),以坡腳作為雨水排出區(qū)域。以往關(guān)于斜坡降雨問題的探究,利用GA模型展開分析。該研究方法缺少飽和帶與坡表層平行方向的降雨滲流問題,這與實(shí)際情況不符。為了彌補(bǔ)GA模型的不足,本研究構(gòu)建了新的濕潤鋒計(jì)算模型,如圖1所示。

        圖1 GA模型與新模型濕潤鋒的比較

        將GA模型與新模型濕潤鋒進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)模型關(guān)系,對(duì)濕潤鋒形成后階段的降雨入滲采取補(bǔ)給處理。關(guān)于降雨入滲問題的分析,可以利用公式(1)進(jìn)行計(jì)算,得到降雨累計(jì)入滲量,參數(shù)計(jì)算公式如下。

        累計(jì)降雨入滲量對(duì)時(shí)間展開求導(dǎo)計(jì)算,得到降雨入滲速率。采用求導(dǎo)計(jì)算方法,對(duì)公式(5)求導(dǎo),所得結(jié)果代入公式(1)中。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理,獲取濕潤鋒速率。另外,考慮到飽和帶平行于坡表滲流,排除一些水分,導(dǎo)致濕潤鋒深度減少。引入達(dá)西定律,分析濕潤鋒減少速率和實(shí)際深度擴(kuò)展速率,對(duì)2個(gè)參數(shù)進(jìn)行積分計(jì)算,將積分計(jì)算結(jié)果代入初始條件,獲取濕潤鋒動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。由此可以推斷,土體性質(zhì)、滑坡幾何參數(shù)等多個(gè)因素與濕潤鋒深度實(shí)際參數(shù)密切相關(guān)。與GA模型相比,新的濕潤鋒模型能夠較為顯著地體現(xiàn)降雨入滲滑坡尺寸效應(yīng)。因此,該模型更貼合實(shí)際,可以作為滑坡穩(wěn)定性分析工具。

        2 基于強(qiáng)降雨環(huán)境的堆積層滑坡穩(wěn)定性分析

        2.1 整體抗剪強(qiáng)度

        該研究對(duì)持續(xù)降雨過程中滑坡穩(wěn)定性的分析,在土體抗剪強(qiáng)度基礎(chǔ)上,運(yùn)用極限平衡法求解。其中,強(qiáng)度的選取非常重要。

        土體在天然環(huán)境中呈現(xiàn)非飽和狀態(tài),按照相互獨(dú)立雙應(yīng)力狀態(tài)變量求解方法,計(jì)算該狀態(tài)的強(qiáng)度,如公式(6)所示。

        式中:γ代表摩擦角,用于描述基質(zhì)吸力增加程度;代表總正應(yīng)力;F代表孔隙水壓力;F代表孔隙氣壓力;'代表有效內(nèi)摩擦角;'代表土體有效黏聚力;F-F代表基質(zhì)吸力。

        正應(yīng)力與基質(zhì)吸力之間相互獨(dú)立,所以,該研究將黏聚力貢獻(xiàn)用基質(zhì)吸力來描述,由此對(duì)表觀黏聚力進(jìn)行定義,用基質(zhì)吸力貢獻(xiàn)與有效黏聚力之和描述。考慮到滑坡土體的含水率在降雨過程中分布不均勻,加大了土體物料狀態(tài)分析難度。為了簡化問題,該研究用公式(7)描述抗剪強(qiáng)度。

        式中:代表試驗(yàn)參數(shù)(通常取值3.4);代表飽和層高度比,計(jì)算方法為=h/。其中,代表土體條塊高度;h代表沿著豎向的飽和層高度,計(jì)算方法為h=z/cos;c代表表觀黏聚力。

        由此推斷整體土層抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式,如公式(8)所示。

        2.2 模型穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算

        關(guān)于穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算,取一豎直土條塊作為分析對(duì)象,假設(shè)坡體滑面與表面處于平行狀態(tài),受力情況如圖2所示。

        圖2 土體條塊受力

        其中,土條重力的計(jì)算如公式(9)所示。

        式中:σ代表土體的飽和重度,代表天然重度,代表沿著坡表面方向的土條塊長度。

        土條塊受飽和帶水體滲透影響,沿著坡表面平行方向產(chǎn)生滲透力,該參數(shù)的求解公式如下。

        式中:σ代表水重度。

        假設(shè)穩(wěn)定性系數(shù)為Φ,利用該系數(shù)評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性。其中,Φ為抗滑力與下滑力的比值,通過計(jì)算Φ,分析土條塊受力情況。以下為系數(shù)Φ的計(jì)算公式。

        式中:當(dāng)Φ>1時(shí),滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)Φ<1時(shí),滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。利用該公式計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù),能夠獲取土體整體強(qiáng)度在降雨過程中發(fā)生的變化特征信息,可以將其作為土體滲透力分析參考依據(jù),所得分析結(jié)論與實(shí)際情況更加貼合。

        3 結(jié)果分析

        3.1 降雨時(shí)間推移下的不同坡長時(shí)濕潤鋒深度變化規(guī)律

        該研究在GA模型基礎(chǔ)上,構(gòu)建斜坡強(qiáng)降雨入滲分析模型。該模型中融入了飽和帶平行坡表?xiàng)l件下的滲透作用,解決了邊坡長度分析不足的問題。本次測(cè)試設(shè)定滑坡模型的傾角為30°,厚度為3.9 m的粉質(zhì)黏土覆蓋在滑坡表面,各項(xiàng)參數(shù)分別如下。σ=19.4kN/m,=16.4kN/m,λ=110m/s,'=28°,=5kPa,H =50cm,θ=0.44,θ=0.14(F-F)tanγ=10kPa。取不同坡長,計(jì)算降雨時(shí)間推移下的濕潤鋒深度數(shù)值,分析其變化規(guī)律。其中,坡長取值5 m、10 m、30m以及60 m,計(jì)算結(jié)果見表1。本次統(tǒng)計(jì)以時(shí)間為0~10×10s的不同坡長的濕潤鋒深度作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo),設(shè)定時(shí)間間隔為1×10s。

        表1 降雨時(shí)間推移下的不同坡長的濕潤鋒深度變化

        表1中,持續(xù)降雨過程中,濕潤鋒深度逐漸增加,并且隨著坡長的增加數(shù)值逐漸變大。GA模型的濕潤鋒深度從0.00 m增加至4.00 m,當(dāng)降雨時(shí)間不足4×10s時(shí),濕潤鋒深度增加幅度較大。當(dāng)降雨時(shí)間超出4×10s后,濕潤鋒深度增加幅度發(fā)生變化較大,增加幅度先變大而后變小,再次變大。不同降雨時(shí)間為1×10s時(shí),=5m條件下的濕潤鋒深度最小,隨著降雨時(shí)間的推移,濕潤鋒深度逐漸增加,但是小于其他取值條件下的濕潤鋒深度數(shù)值。當(dāng)不同降雨時(shí)間超過2×10s后,=60m條件下的濕潤鋒深度最大。從整體來看,滑坡的坡長越小,濕潤鋒擴(kuò)展受飽和帶滲流的影響越小,造成的影響作用逐漸增加。當(dāng)坡長趨于無限大時(shí),飽和帶滲流不考慮其中,可以簡化該模型結(jié)構(gòu),看作GA模型。相比之下,該模型的濕潤鋒深度特性分析更加全面。

        3.2 降雨時(shí)間推移下的不同方法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)變化規(guī)律

        該研究以傳統(tǒng)分析方法、“整體強(qiáng)度+不考慮滲透力”分析方法作為參照,檢驗(yàn)該文提出的“整體強(qiáng)度+考慮滲透力”分析方法在穩(wěn)定性系數(shù)變化規(guī)律分析中的可靠性。關(guān)于不同方法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)在降雨時(shí)間推移下的變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。本次統(tǒng)計(jì)以時(shí)間為0~8×10s的不同方法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。

        表2 降雨時(shí)間推移下的不同方法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)變化

        表2中,傳統(tǒng)方法應(yīng)用下的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果幾乎沒有受到降雨時(shí)間推移的影響,隨著降雨時(shí)間的推移,穩(wěn)定性系數(shù)下降幅度較小,從1.55下降至1.44,該變化現(xiàn)象與降雨邊坡穩(wěn)定性實(shí)際情況完全不符。在不考慮滲透力影響的情況下,分析滑坡整體強(qiáng)度,統(tǒng)計(jì)降雨滑坡穩(wěn)定性數(shù)據(jù),持續(xù)8×10s降雨,穩(wěn)定性系數(shù)從1.55下降至1.05。由此推斷,“整體強(qiáng)度+不考慮滲透力”方法應(yīng)用產(chǎn)生結(jié)果受降雨影響不是很顯著。而考慮滲透力影響的情況下,分析滑坡整體強(qiáng)度,統(tǒng)計(jì)獲取的降雨滑坡穩(wěn)定性數(shù)據(jù)受降雨影響較為顯著,持續(xù)8×10s降雨,穩(wěn)定性系數(shù)從1.55下降至0.65,穩(wěn)定性系數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與實(shí)際情況相符。因此,該研究構(gòu)建的“整體強(qiáng)度+考慮滲透力”模型可以作為滑坡穩(wěn)定性分析工具。

        4 結(jié)語

        該文圍繞強(qiáng)降雨環(huán)境下堆積層滑坡穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行探究,在GA模型基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,構(gòu)建新的分析模型。將考慮滲透力影響、滑坡整體強(qiáng)度分析綜合到一起,優(yōu)化滑坡穩(wěn)定性模型。應(yīng)用結(jié)果表明,該模型不受滑坡坡長限定影響,能夠較為全面地分析濕潤鋒深度特性,并且計(jì)算所得降雨滑坡穩(wěn)定性數(shù)據(jù)與實(shí)際情況相符程度更高,可以作為滑坡穩(wěn)定性分析工具。

        猜你喜歡
        濕潤降雨滑坡
        The Desert Problem
        滑坡推力隱式解與顯式解對(duì)比分析——以河北某膨脹土滑坡為例
        海邊的沙漠
        滄州市2016年“7.19~7.22”與“8.24~8.25”降雨對(duì)比研究
        淺談公路滑坡治理
        北方交通(2016年12期)2017-01-15 13:52:59
        基于Fluent的滑坡入水過程數(shù)值模擬
        紅黏土降雨入滲的定量分析
        “監(jiān)管滑坡”比“渣土山”滑坡更可怕
        山東青年(2016年3期)2016-02-28 14:25:50
        南方降雨不斷主因厄爾尼諾
        江埡水庫降雨徑流相關(guān)圖的建立
        人妻少妇精品一区二区三区| 中文字幕人妻第一区| 久久精品国产色蜜蜜麻豆| 97久久超碰国产精品2021| 91综合久久婷婷久久| 亚洲一区二区三区自拍麻豆| 一区二区三区高清在线观看视频| 色婷婷亚洲一区二区三区| 亚洲18色成人网站www| 国产精品入口蜜桃人妻| 国产熟妇一区二区三区网站| 中文字幕免费人成在线网站 | 久久精品国产亚洲av麻豆色欲| 精品日产卡一卡二卡国色天香 | 国产一区二区激情对白在线| 97色人阁俺也去人人人人人| 久久99精品综合国产女同| 人人超碰人人爱超碰国产| 男女爱爱好爽视频免费看| 国内久久婷婷精品人双人| 亚洲精品一区二区三区蜜臀| 日本黑人亚洲一区二区| 国产a国产片国产| av无码久久久久久不卡网站| 日本成熟妇人高潮aⅴ| 免费观看日本一区二区三区| 色偷偷色噜噜狠狠网站30根 | 中文字幕无码家庭乱欲| 国产精品久久久久久久久久影院| 国产一区二区三区四区在线视频 | 日本一二三区在线观看视频| 天下第二社区在线视频| 好爽受不了了要高潮了av| 日本成人三级视频网站| 国内揄拍国内精品人妻久久| 影音先锋中文字幕无码资源站 | 国产精品一区二区三区卡 | 国产精品成人av电影不卡| 久久综合伊人有码一区中文字幕| 欧美颜射内射中出口爆在线| 日产国产精品亚洲系列|