含水率及坡度对红壤丘陵区崩岗崩壁重力侵蚀影响规律的有限元分析

论文摘要

花岗岩崩岗区崩壁的坍塌、崩落,主要是由于崩壁岩土体存在裂隙,在雨水作用下,由重力作用引发崩壁失去稳态而崩塌,含水率和坡度是影响崩壁重力侵蚀(稳定性)的重要因素。为系统探索不同坡度的崩岗崩壁剖面在降雨或干旱环境下的稳定性情况,结合对湖北省通城县室内浸泡或风干不同时间的崩壁土体进行直剪试验得出的强度初始参数,选取8种分析坡度,采用Abaqus有限单元强度折减法计算了不同坡度的崩壁在不同含水率下的安全系数和潜在滑动面。结果表明:在同一含水率下,随着崩壁坡度的增大,坡度对临界滑动面位置变化的影响程度减小,安全系数非线性降低;在同一坡度下,随着崩壁含水率的增大,安全系数先增大后减小,含水率对临界滑动面的影响程度先减小后增大再减小,且影响比较显著。通过数据描点发现安全系数与整体含水率之间存在三次函数关系,与坡度之间呈对数型函数分布,并建立了安全系数与整体含水率和坡度之间的一般定量关系式。综合分析崩壁的破坏方式可知,当崩壁较缓时,崩壁滑动面呈圆弧滑移状,失稳类型属于滑移破坏型;当崩壁较陡(尤其>60°)时,滑动面近似直线状,失稳属于崩塌破坏型。坡度越大,张拉破坏区向土体内部延伸的深度越大,越易崩塌。通过查阅文献并与前人的研究成果做对比,来验证数值计算结果的合理性与适用性。成果可为崩岗灾害的防治体系建设提供借鉴。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 马鹏飞,夏栋,许文年,丁瑜,程虎,邓羽松

关键词: 花岗岩崩岗崩壁,有限元强度折减法,重力侵蚀,含水率,坡度,潜在滑动面,安全系数,定量关系式

来源: 水利水电技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,工业通用技术及设备

单位: 三峡大学土木与建筑学院,三峡大学水利与环境学院,三峡库区生态环境教育部工程研究中心,三峡大学生物与制药学院,华中农业大学资源与环境学院

基金: 长江科学院开放研究基金资助项目(CKWV2016387,KY),国家自然科学基金资助项目(41601287,41630858)

分类号: P642.2

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.05.026

页码: 214-227

总页数: 14

文件大小: 4262K

下载量: 213

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