白口城遗址北城墙降雨及渗流下的稳定性模拟分析

摘要

为研究江西省赣州市白口城土遗址的稳定性问题,以北城墙为研究对象,在分析其基本地质条件的基础上建立渗流模型,利用ABAQUS软件研究北城墙在渗流和降雨作用下的渗透规律和稳定性。研究发现:1)北城墙整体水平向渗流速度为2.97×10^-9~2.27×10^-7m/s,城墙上部流速为2.97×10^-9~4.02×10^-8m/s,下部流速为1.15×10^-7m/s左右,渗透速度最大部位在城墙外坡脚;2)北城墙水平向有效应力的最大值位于墙体底部,约为197 kPa,最小值于城墙两侧坡面,约为6.53 kPa,城墙后缘土体受拉应力作用,约为2.87 kPa;3)自重应力条件下,遗址城墙稳定性系数为1.12,处于基本稳定状态;在地下水渗透下降低至1.06,处于极限平衡状态;在降雨72 h后稳定性系数为0.92,发生失稳破坏。模拟结果表明:长时间低降雨强度作用下,城墙容易积聚应力发生深层次破坏;而在高强度降雨工况下,城墙短时间内吸水饱和、土体抗剪强度迅速降低,对墙体的破坏作用在短时间内完成,容易发生浅层滑塌。模拟结果与北城墙的现场实际破坏状况基本吻合。