极端气候下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性分析

doi:10.11988/ckyyb.20160447

院报 ›› 2017, Vol. 34 ›› Issue (8): 72-78.DOI: 10.11988/ckyyb.20160447

极端气候下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性分析

马少坤^{1, 2, 3}, 童唯峰¹, 冯野¹, 刘莹^{1, 2}, 江杰^{1, 2, 3}

1.广西大学土木建筑工程学院,南宁 530004;
2.广西大学工程防灾与结构安全重点实验室,南宁 530004;
3.桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室,广西桂林 541004

收稿日期:2016-05-07 修回日期:2016-06-28 出版日期:2017-08-01 发布日期:2017-08-18
作者简介:马少坤(1972-),男,湖南湘潭人,教授,博士生导师,主要从事地下工程的研究与教学工作,(电话)13471031572(电子信箱)mashaokun@sina.com。

Moisture-heat Coupling Behavior and Stability of Interbedded Slope in Extreme Climates

MA Shao-kun^{1, 2, 3}, TONG Wei-feng¹, FENG Ye¹, LIU Ying^{1, 2}, JIANG Jie^{1, 2, 3}

1.College of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning 530004, China;
2.Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety, Guangxi University, Nanning 530004, China;
3.Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Guilin University of Technology,Guilin 541004, China

Received:2016-05-07 Revised:2016-06-28 Online:2017-08-01 Published:2017-08-18
Supported by:
国家自然科学基金项目(51678166,41362016); 广西岩土力学与工程重点实验室开放基金项目(16-KF-01)

摘要/Abstract

摘要： 以南宁地区粉砂岩+泥岩+粉砂岩互层边坡为原型,采用温湿耦合理论对极端气候下互层边坡的温湿度场进行了分析,得到了不同气候组合条件下,互层边坡土体温湿耦合特性、温湿度场的变化规律以及稳定性的影响。结果表明:①短时间急剧的气候变化对土体表层的温度场与湿度场的影响较大,而对比较深层的土体的影响有限,长时间的气候作用,比如干旱,对深层土体将产生较大的影响;②降雨对土体温度场的影响较小,在降雨过后的蒸发作用过程中,对于边坡的中部来说,处于下层的土体在一定深度内的含水量会有一定程度的升高,这种现象在长时间干旱发生的过程中会慢慢消散;③边坡的稳定系数在蒸发作用下会明显升高,短期的高温蒸发作用下,互层边坡的稳定性高于无互层的边坡,长时间的蒸发条件下则是无互层的边坡更加稳定。

关键词: 互层边坡, 极端气候, 温湿耦合, 稳定性分析, 体积含水量

Abstract: The temperature field and moisture field of typical siltstone and mudstone interbedded slope in Nanning under extreme climates are analyzed by means of numerical simulation based on soil moisture-heat coupling theory. The moisture-heat coupling behavior, the temperature-moisture filed variations and the impact on slope stability under different combinations of extreme climates are obtained. Results show that dramatic climate change in short time has large impact on the temperature and moisture fields of surface soil; while long-term climate such as arid has great effect on the temperature and moisture fields of deep soil. Rainfall has small influence on temperature field; and during the evaporation after rainfall, the moisture content at a certain depth in the lower part of middle slope increases to some extent, which would disappear in long-term drought. Moreover, the slope's factor of safety increases apparently under the action of evaporation. In particular, in short-term evaporation with high temperature, interbedded slope is more stable than homogeneous slope; while in long term evaporation, homogeneous slope is more stable.

Key words: interbedded slope, extreme climate, moisture-heat coupling, slope stability analysis, volumetric water content

中图分类号:

马少坤, 童唯峰, 冯野, 刘莹, 江杰. 极端气候下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性分析[J]. 院报, 2017, 34(8): 72-78.

MA Shao-kun, TONG Wei-feng, FENG Ye, LIU Ying, JIANG Jie. Moisture-heat Coupling Behavior and Stability of Interbedded Slope in Extreme Climates[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2017, 34(8): 72-78.

[1]	屈新, 苏立君, 徐兴倩, 吕谦, 娄高中. 地震作用下反倾向层状岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析[J]. 院报, 2022, 39(8): 105-112.
[2]	沈思朝, 邱金伟, 刘军, 童军, 胡波. 背河坑塘水力条件对河道边坡稳定性的影响[J]. 院报, 2022, 39(6): 157-162.
[3]	徐旭, 丁刚, 姚文娟. 风浪流荷载下基于AQWA的海上Spar型浮式基础稳定性分析[J]. 院报, 2022, 39(5): 145-152.
[4]	韩钢, 黄书岭, 丁秀丽, 马旭强, 张雨霆, 何军. 香炉山隧洞5#支洞应急抢险段围岩参数反演及稳定性分析[J]. 院报, 2022, 39(12): 56-61.
[5]	刘卫涛, 曹文贵, 张运强. 考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型及边坡稳定性分析[J]. 院报, 2021, 38(4): 102-109.
[6]	冯忠居, 江冠, 王富春, 龙厚胜, 范哲, 胡铁刚. 凝灰岩高边坡二次开挖稳定性分析及防护技术优化[J]. 院报, 2021, 38(2): 59-66.
[7]	吴大勇. 小寨山隧道洞口段塌方成因分析及变形预测[J]. 院报, 2020, 37(9): 79-86.
[8]	占绍祥, 黄华杰, 舒峥, 郑会会, 沈佳轶. Hoek-Brown扰动系数D对边坡稳定性的影响[J]. 院报, 2020, 37(6): 147-152.
[9]	王兴威, 王正中, 刘铨鸿, 王羿, 刘瑾程. 坡向加速度法在边坡稳定分析中的应用[J]. 院报, 2020, 37(5): 157-162.
[10]	陈祖煜, 周嘉伟, 蔡云鹏, 孙平, 邓成进. 工程边坡应用Hoek-Brown强度准则时的扰动因子取值探讨[J]. 院报, 2020, 37(2): 72-80.
[11]	肖开乾, 王帅, 张铭, 郑宏伟, 梁冠亭. 含断层多面临空顺层高边坡稳定性分析[J]. 院报, 2020, 37(12): 119-125.
[12]	王江锋, 杜春雪, 李楠, 郭林芳. 恩子坪2^#滑坡体稳定性数值模拟[J]. 院报, 2019, 36(7): 77-82.
[13]	邬爱清. 基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法及其在三峡工程中的应用[J]. 院报, 2019, 36(2): 1-7.
[14]	赵坤朋,黄岳文,刘华北,邹炎. 强透水地基岸墙稳定性与墙前水位骤降关系研究[J]. 院报, 2019, 36(2): 132-138.
[15]	马驰, 朱亚林, 彭雪峰. 地震作用下土工格栅加筋高土石坝的稳定性分析[J]. 院报, 2019, 36(11): 125-131.

极端气候下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性分析

Moisture-heat Coupling Behavior and Stability of Interbedded Slope in Extreme Climates

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价