降雨条件下非饱和土边坡流固耦合数值模拟

摘要

在传统的应力平衡方程基础上，结合岩土介质饱和－非饱和渗流理论，考虑边坡岩土体的非饱和性及渗透系数的非线性特征，建立了渗流场－应力场耦合方程。结合数值算例，对降雨条件下非饱和土质边坡进行了流固耦合分析。结果表明：降雨过程中边坡的最大水平和竖向位移分别出现在坡脚和坡顶处，且浅层区内位移梯度较大；降雨过程中土体的含水量和孔隙压力逐渐上升,基质吸力则逐渐减小甚至完全丧失，二者综合作用导致土体抗剪强度下降，影响边坡的稳定性；上部土体饱和度逐渐增加，并且降雨过程中边坡的表层形成暂态的饱和区，逐步向下推移，所以路面会发生积水。研究结果可为降雨条件下边坡稳定性分析和滑坡预测提供理论基础，也可为制定边坡治理方案提供参考。