降雨作用下崩岗形成细观机理模拟

摘要

崩岗是我国南方地区一种特殊水土流失现象.利用颗粒流PFC3D软件,结合流体力学数值模拟有限体积法,通过三轴实验与数值试验结果对比,获得与宏观参数相匹配的细观参数,建立崩岗坡体模型.通过模拟不同降雨强度,再现崩岗坡体渐进性破坏过程.崩岗的形成历经裂隙发生、发展直至崩滑面贯通,最后崩岗产生.在高强度降雨条件下崩岗具有分块、分级特点.与此同时,对崩岗形成过程中岩土体渗透系数、孔隙水压力与坡面渗流量等变化发展规律也进行了研究.渗透系数总趋势随着时间的推移先增大,到达峰值后减小;而渗流量却表现为增加,当降雨强度大时,还表现为跳跃式增长.孔隙水压力在低降雨强度下,增长后随后稳定;在高降雨强度下,波动较大.研究结果与实际较为吻合,表明采用颗粒流研究崩岗的形成机理是可行的.