滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響評述

1、滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響評述摘要：滲流對邊坡穩(wěn)定性影響重大，本文對在滲流作用下邊坡穩(wěn)定性影響及邊坡穩(wěn)定性中考慮滲流的方法作簡要介紹。關鍵詞：邊坡穩(wěn)定性分析、流固耦合、滲流場1前言邊坡是人類生產(chǎn)生活的最普遍也是重要的地理環(huán)境與人們的各種活動密切相關。在人類發(fā)展過程中無時不與它相互沖突、相互協(xié)調(diào)進而達到相互依存。特別是近幾十年來隨著工程活動規(guī)模的擴大及經(jīng)濟建設的急劇發(fā)展邊坡工程中高陡邊坡穩(wěn)定性及大型災害性滑坡預測問題得到越來越多的重視。土質邊

2、坡穩(wěn)定向題一直是巖土工程領域中一項最基本而又十分主要的研究課題，科學合理地評價土坡穩(wěn)定性對于確保人民生命財產(chǎn)和保證工程正常運行有非常重要意義。在影響土坡穩(wěn)定性的諸多因素中，水的作用是一個至關重要的外在因素。大量事實表明：90%以上的土質邊坡失穩(wěn)與水有著息息相關的聯(lián)系，尤其是在各種危險水力條件下由于滲流作用量易引發(fā)滑坡發(fā)生。2滲流的影響及危害堤防、江河水庫岸坡和土石壩的滲流穩(wěn)定主要是滲透破壞問題。滲流破壞可區(qū)分為整體破壞和局部破壞。整體破

3、壞即在滲流作用下的岸坡滑坡穩(wěn)定性問題，整體穩(wěn)定性分析，正確考慮作用在土體上的滲流作用是關鍵。滲流的局部破壞主要發(fā)生在地下水滲流的集中滲出點(滲流方向為自下而上或與壩坡相切)、邊坡下游坡和基礎薄弱部位。對滲流作用的破壞研究重點是危險水力條件及不同滲流方向時允許滲透坡降(與局部穩(wěn)定相關)等，采取措施改變地下水滲流的方向、高度、滲出點坡降等，防止產(chǎn)生滲漏、管涌、流土和接觸沖刷等滲透變形。據(jù)資料統(tǒng)計表明我國有新老滑坡約30萬處其中災害性的約1.

4、5萬處每年損失高達100億元以上。特別是在2008年5月12日汶川大地震中由于邊坡滑坡造成的經(jīng)濟損失巨大。大量的工程資料和實踐經(jīng)驗表明：大壩在汛期發(fā)生的各種險情中，大部分是由于滲透破壞造成的。滲流造成管涌險情等局部穩(wěn)定隱患和滑坡等整體穩(wěn)定隱患。因此，須對大壩的滲流狀況進行監(jiān)控與分析，介質三場耦合數(shù)學模型微分控制方程的基礎上，系統(tǒng)地推導了6結點三角形單元的流固兩相介質的溫度場一變形場一滲流場三場耦合問題的有限元格式?？紤]到巖土體的不均質性

5、以及土體的地質沉積作用，楊林德、楊志錫等將飽和土體視為均質、連續(xù)的各向異性彈塑性多孔介質，根據(jù)虛位移原理推導出飽和土體內(nèi)各向異性滲流直接耦合的有限元法計算公式，并針對直接耦合法所生成的病態(tài)方程采用MATLAB語言編寫出平面條件下的計算程序，對各向異性彈性多孔介質中Mel效應進行了數(shù)值模擬分析。李培超、孔祥言等認識到Terzaghi有效應力原理的不足之處，便從滲流力學的觀點出發(fā)，以前人的研究成果為基礎，推導出基于多孔介質的有效應力原理。楊

6、明舉通過對地下水封裸洞儲氣工程應力場、滲流場以及儲氣場各自的特性及其相互作用的研究，從計算簡化的角度出發(fā)，建立了地下水封儲氣耦合問題的數(shù)學模型。4滲流計算原理對均質各向同性土穩(wěn)定滲流水頭函數(shù)為:（1）φ=γ式中：y為自基準面算起某點的高度為水的重度P為靜水壓力。二維穩(wěn)定滲流γ拉普拉斯方程為:（2）?2φ?2?2φ?2=0式中:kx、ky分別為x、y向滲透系數(shù)。在土壩上游面為常數(shù)在土壩下游面靜水壓力為0根據(jù)式(1)可得φ=φ=在不透水基礎

7、表面在浸潤面上靜水壓力P=0而且無滲流通過浸潤面因?φ?=0此同時滿足和式(2)。φ=5邊坡穩(wěn)定中考慮滲流的方法目前在考慮滲流作用時的邊坡穩(wěn)定性的研究中，主要有兩類方法：第一種方法是首先確定邊坡內(nèi)部滲流(自由面)的位置，非穩(wěn)定滲流時，去確定各時刻滲流場，然后利用滲透力的方法再進行邊坡穩(wěn)定性分析。這種方法的優(yōu)點是在已知滲流場，特別是在有現(xiàn)場地下水實時監(jiān)測資料時可以直接精確計算滲流力，合理考慮滲流作用。對于這種方法而言，關鍵在于確定非穩(wěn)定滲