降雨工况下渗透力对粗粒土高路堤边坡稳定性的影响.pdf

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1、第3４卷第9期公路交通科技Vol．3４No．92017年9月JournalofＨighwayandTransportationResearchandDevelopmentSep．2017doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2017．08．003降雨工况下渗透力对粗粒土高路堤边坡稳定性的影响1，2223何忠明，邓喜，付宏渊，曾铃(1．长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室，湖南长沙４1011４;2．长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙４1011４;3．长沙理工大学土木与建筑学院

2、，湖南长沙４1011４)摘要:为分析降雨工况下,渗透力对粗粒土高路堤边坡塑性区分布以及安全系数变化规律的影响,依托现场工程实例,以粗粒土骨架为研究对象,采用geo-studio软件中的seep模块计算边坡降雨过程中及降雨停止后水位线、基质吸力、渗流梯度的变化规律;利用FＬAC3D内置的fish语言将渗流计算结果导入到FＬAC3D中;综合考虑水位线、基质吸力变化,分析了渗透力变化对粗粒土高路堤边坡安全系数以及塑性区分布规律的影响。数值计算结果表明:降雨影响水位线、基质吸力、渗流梯度在边坡空间上的分布;降雨过

3、程中水位线逐渐由坡脚抬升并向粗粒土高路堤边坡内部扩展,降雨停止后坡脚处水位线下降较快且路堤中心水位线高于初始状态水位线高度;水位线抬升过程中基质吸力逐渐消散,降雨停止后基质吸力恢复较缓慢;降雨初期坡脚处x方向渗流梯度逐渐由正值转为负值且负值分布的区域逐渐扩大;随降雨历时增加边坡塑性区由坡脚不断向边坡内部逐渐延伸,降雨停止后边坡塑性区主要发生在坡脚处;降雨0~2４h内边坡安全系数呈逐渐增大的趋势,降雨2４~72h内安全系数下降较快并达到最小值,降雨停止后安全系数逐渐恢复,但安全系数恢复过程具有一定滞后性并且

4、恢复后的数值小于初始值。关键词:道路工程;降雨入渗;FＬAC3D;粗粒土高路堤;渗透力中图分类号:U４16．21文献标识码:A文章编号:1002-0268(2017)09-001４-08InfluenceofSeepageForceonStabilityofCoarseGrainedSoilHighEmbankmentunderRainfallCondition1，2223ＨEZhong-ming，DENGXi，FUＨong-yuan，ZENGＬing(1．ＨunanProvincialKeyＬabora

5、toryofSpecialEnvironmentRoadEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，ChangshaＨunan４1011４，China;2．SchoolofTransportationEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，ChangshaＨunan４1011４，China;3．SchoolofCivilEngineeringandArchitectural，Chan

6、gshaUniversityofScience&Technology，ChangshaＨunan４1011４，China)Abstract:Inordertoanalyzetheeffectofseepageforceonthedistributionofplasticzoneincoarsegrainedsoilhighembankmentslopeandthechangeofsafetyfactorunderrainfallcondition，basedonfieldengineeringcase，t

7、akingframeworkofcoarsegrainedsoilastheresearchobject，thechangesofmatrixsuction，undergroundwatertable，andseepagegradientoftheslopeduringandafterrainfallarecalculatedbyusingtheseepmoduleofgeo-studiosoftware．Then，thecalculationresultofseepageisimputedintoFＬA

8、C3DbyusingfishlanguageofFＬAC3D．Consideringthechangeofundergroundwatertablelineandmatrixsuctioncomprehensively，theinfluenceofseepageforcechangeonthesafetycoefficientofcoarsegrainedsoilhighembankmentslopeandthedistrib