非饱和土坡在降雨入渗下的稳定分析与模型

"降雨入渗过程中的土质边坡稳定分析" 本文主要探讨了在降雨入渗条件下土质边坡的稳定性问题，由林嵩和李俊杰撰写，发表于大连理工大学土木水利学院。研究中，作者运用了饱和-非饱和土壤水分运动理论和二维非稳态渗流有限元模型，旨在模拟降雨对土坡的影响，特别是雨水如何改变土壤的饱和状态并影响土坡的稳定性。 首先，文章阐述了非饱和土在工程中的重要性，指出在干旱或半干旱地区，很多土体处于非饱和状态，如湿陷性黄土、膨胀土等。非饱和土的特性使其在水分运动和力学性能上比饱和土更为复杂。降雨入渗是导致非饱和土土坡稳定性变化的关键因素，因为它会改变土体的孔隙水压力，进而影响土坡的抗剪强度。 作者利用有限元模型对降雨入渗引起的暂态渗流场进行了模拟，这些计算结果被用于评估考虑基质吸力影响的土坡稳定安全系数。通过这种方式，他们建立了一个从雨水入渗开始到可能出现滑坡危险的全过程计算模型。这个模型可以用来预测降雨对土坡渗流场分布、发展以及土坡稳定性的影响。 案例分析部分，作者深入研究了降雨如何改变非饱和土坡的渗流场，以及这种变化如何影响土坡的稳定性。此外，他们还对边坡状态的预测进行了探讨，得出了有价值的结论。这些结论对于理解降雨引发非饱和土土坡失稳的机制和规律具有重要意义，为非饱和土土坡稳定分析、滑坡灾害预警和土坡治理提供了理论依据和实用数据。 尽管有一些研究已经关注到非饱和土的流固耦合问题，但真正实现渗流与变形的耦合研究仍然具有挑战性。作者引用了Thomas、Wong、Yang和张延军等学者的工作，强调了这一领域研究的复杂性和重要性。他们的工作为深入理解和预测降雨入渗引发的土坡滑动提供了基础。 该研究通过耦合渗流场和应力场的计算方法，考虑多种边界条件的影响，旨在更准确地预测降雨对非饱和土质边坡稳定性的影响。这不仅在理论上有重要意义，也为实际工程应用提供了实用工具。通过这种深入细致的分析，有助于我们更好地理解和预防因降雨入渗导致的地质灾害，对环境保护和岩土工程实践具有深远的影响。