強降雨下邊坡地下水暫態(tài)滲流場模擬途徑研究.pdf

1、降雨誘發(fā)滑坡的機理，可根溯為降雨導(dǎo)致邊坡體暫態(tài)滲流場的變化，進而引起邊坡系統(tǒng)基質(zhì)吸力場、土體容重場及地下動水壓力場的改變，從而影響邊坡的穩(wěn)定性。對由降雨引起的邊坡地下水暫態(tài)滲流場的模擬，在分析與評價邊坡穩(wěn)定性及滑坡災(zāi)害的預(yù)測預(yù)防方面具有重要意義。目前，國內(nèi)外對飽和-非飽和滲流的相關(guān)理論和數(shù)值模擬的研究還不夠深入，尤其在強降雨條件下，對水分的入滲過程以及滲流場影響因素分析的研究還不夠全面和系統(tǒng)。因此，開展強降雨下邊坡地下水暫態(tài)滲流場的數(shù)值

2、模擬十分必要。
　　本文運用Darcy定律與質(zhì)量守恒定律推導(dǎo)出飽和-非飽和滲流控制微分方程，運用有限元法編程實現(xiàn)滲流場的數(shù)值解，從而建立起降雨條件下飽和-非飽和邊坡暫態(tài)滲流場的數(shù)值模擬途徑。并模擬了強降雨下的水分入滲過程，對滲流場的影響因素作了參數(shù)分析。主要內(nèi)容如下：⑴利用Fortran語言在現(xiàn)有程序基礎(chǔ)上修編出了飽和-非飽和滲流計算程序SAT-UNSAT，通過典型的土柱模型和砂槽排水模型試驗驗證了程序的正確性、可靠性；并利用自編

3、程序優(yōu)選土水特征曲線和滲透性函數(shù)參數(shù)，增強了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性；⑵運用SAT-UNSAT滲流程序，模擬了強降雨條件下的水分入滲過程，得出雨水入滲的一般規(guī)律為：強降雨開始后，土表壓力水頭先增大并迅速增加到零，地表出現(xiàn)暫態(tài)飽和區(qū)，隨降雨時間的持續(xù)，飽和區(qū)不斷擴大，濕潤鋒向土體下部推移，當(dāng)濕潤鋒達(dá)到地下水位時，雨水開始補給地下水位，使地下水位開始抬升，且當(dāng)?shù)叵滤惠^淺時，地下水位將溢出地表；⑶研究了降雨強度、降雨持時、滲透系數(shù)、地下水位、初始含