年庚乾, 陈忠辉, 周子涵, 张凌凡, 包敏. 基于双重介质模型的裂隙岩质边坡渗流及稳定性分析[J]. 煤炭学报, 2020, 45(S2): 736-746.
引用本文: 年庚乾, 陈忠辉, 周子涵, 张凌凡, 包敏. 基于双重介质模型的裂隙岩质边坡渗流及稳定性分析[J]. 煤炭学报, 2020, 45(S2): 736-746.

基于双重介质模型的裂隙岩质边坡渗流及稳定性分析

  • 摘要: 双重介质模型在考虑岩块孔隙渗流的条件下,一定程度上刻画了岩体裂隙渗流的优先流现象。为研究双重介质模型下裂隙岩质边坡的渗流特性,以二维边坡为例,基于双重介质模型,研究了不同降雨条件下孔隙域和裂隙域的入渗边界条件及2者之间的关系,推导了裂隙域等效降雨强度方程,利用COMSOL Multiphysics有限元数值计算软件,定量分析了2种降雨条件(长而弱、短而强)下,孔隙域和裂隙域的入渗规律及水交换规律,并分别采用强度折减法和局部安全系数法分析了2种降雨入渗对边坡稳定性的影响。结果表明:① 双重介质模型下,孔隙域和裂隙域入渗边界条件变得更为复杂,边界条件的转换需要综合考虑降雨强度、裂隙域等效降雨强度及两域的饱和渗透系数之间的关系。② 2 mm/h的降雨强度下,雨水大部分通过孔隙域向下入渗,孔隙水压力的变化主要体现在孔隙域,水交换主要由孔隙域向裂隙域中流动,水交换项的值较小;边坡位移较大的区域从坡顶贯穿至坡脚,可能发生整体滑动,降雨结束后边坡的安全系数从1.92降至1.89,降低了1.56%,潜在破坏区域体积增量较小。③ 20 mm/h的降雨强度下,雨水几乎全部通过裂隙域向下入渗,孔隙水压力的变化主要体现在裂隙域,水交换主要由裂隙域向孔隙域中流动,水交换项的值较大;位移较大的区域在边坡中下部及坡脚处,可能发生牵引式滑动,降雨结束后边坡的安全系数从1.920降至1.757,降低了8.49%,坡脚处的潜在破坏区域体积增量较大。

     

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