降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析

被引：16

作者：

胡冉 ^{[1
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陈益峰 ^{[1
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周创兵 ^{[1
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机构：

[1] 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

[2] 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室

来源：

中国科学:技术科学 | 2011年 / 11期

关键词：

固-液-气耦合; 降雨入渗; 土质边坡; 稳定性分析; 有限元分析;

D O I：

暂无

中图分类号：

TU43 [土力学];

学科分类号：

0801 ; 080104 ; 0815 ;

摘要：

边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流(Richard方程)模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.

引用

页码：1469 / 1482

页数：14

共 24 条

[1] 降雨条件下土坡变形机制的离心模型试验研究 [J].

钱纪芸 ;

张嘎 ;

张建民 .

岩土力学, 2011, 32 (02) :398-402+416

[2]

THE ROLE FORE AIR FLOW IN SOIL SLOPE STABILITY ANALYSIS[J]. ZHANG Xiao-yue, ZHU Yue-ming, FANG Chun-hui College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China.Journal of Hydrodynamics. 2009(05)

[3] 考虑气相作用的降雨入渗对非饱和土坡稳定性的影响 [J].