古树包滑坡坡面径流饱和—非饱和渗流的有限元分析 被引量：1

1

作者 汪海洋 谢新生 岳桃丽 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第4期491-494,共4页

坡面径流产流规律的研究对预防滑坡和边坡排水具有重要的理论意义和一定的实用价值。本文基于有限元理论,采用Galerkin法建立了坡面径流饱和—非饱和渗流方程,对滑坡坡面径流饱和—非饱和渗流进行了耦合分析。以清江古树包滑坡治理工程... 坡面径流产流规律的研究对预防滑坡和边坡排水具有重要的理论意义和一定的实用价值。本文基于有限元理论,采用Galerkin法建立了坡面径流饱和—非饱和渗流方程,对滑坡坡面径流饱和—非饱和渗流进行了耦合分析。以清江古树包滑坡治理工程为例,首先建立了数学模型,模拟了降雨入渗过程,研究了降雨强度、初始体积含水率对坡面径流产流规律的影响。结果表明:降雨强度越大,开始产流经历的时间越短,坡面径流的最大水深越大;初始体积含水率越大,产流开始时间和达到平衡的时间也会提前。 展开更多

关键词 坡面径流 饱和—非饱和渗流 有限元 降雨入渗

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泄洪雾雨区裂隙岩质边坡饱和-非饱和渗流场与应力场耦合分析 被引量：16

2

作者 王环玲 徐卫亚 童富国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2397-2403,共7页

岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾... 岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾雨影响的饱和-非饱和渗流与应力耦合三维有限元程序,通过迭代求解达到两场耦合目的。以实际工程为例,根据边坡的地表信息、开挖信息、岩层分界信息以及排水洞和帷幕信息等,建立起边坡地质模型。通过耦合计算,详细分析了耦合后边坡岩体的变形、应力以及塑性区等。计算结果表明,雾雨区的边坡稳定与渗流场变化有着重要关系,在评价边坡稳定与否时,要考虑渗流场对其影响。计算成果为实际工程的安全评价提供了一定的科学依据。 展开更多

关键词 泄洪雾雨 饱和-非饱和渗流 裂隙岩体 渗流场与应力场耦合 岩石边坡

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土质边坡非饱和渗流场与应力场耦合数值分析 被引量：31

3

作者 田东方 刘德富 +2 位作者 王世梅 陈勇 肖诗荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期810-814,共5页

阐述了坡面径流-非饱和渗流分析与应力场耦合分析的重要意义和作用;介绍了在非饱和渗流分析中具有重要作用的土-水特征曲线,包括考虑固结压力条件下的土-水特征曲线,并介绍了部分试验成果以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法;提... 阐述了坡面径流-非饱和渗流分析与应力场耦合分析的重要意义和作用;介绍了在非饱和渗流分析中具有重要作用的土-水特征曲线,包括考虑固结压力条件下的土-水特征曲线,并介绍了部分试验成果以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法;提出坡面径流-非饱和渗流分析与应力场的耦合计算方法,并编制相应的有限元程序;通过算例对比了耦合与非耦合情况下应力场、渗流场的差异,说明耦合分析更符合实际,且所提出的方法是切实可行的。 展开更多

关键词 流固耦合 坡面径流-非饱和渗流 应力场 土-水特征曲线 有限元

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基于数值流形法的降雨入渗与坡面径流耦合算法研究 被引量：1

4

作者 陈远强 郑宏 屈新 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第12期1499-1511,共13页

降雨时坡地的入渗-产流分析,是降雨型滑坡、泥石流等地质灾害机理研究中的重要课题之一.为实现边坡降雨-入渗-产流的全过程数值模拟,进一步提高计算效率,考虑将降雨入渗面视作坡面径流与坡体渗流的内部域,基于一维运动波方程和二维压力... 降雨时坡地的入渗-产流分析,是降雨型滑坡、泥石流等地质灾害机理研究中的重要课题之一.为实现边坡降雨-入渗-产流的全过程数值模拟,进一步提高计算效率,考虑将降雨入渗面视作坡面径流与坡体渗流的内部域,基于一维运动波方程和二维压力水头格式的Richards方程建立耦合模型,并推导出其总体控制方程,采用数值流形法(numerical manifold method, NMM)实现其数值求解,通过编制相应的计算程序分析了边坡降雨产流过程.数值分析结果表明:所建模型的计算结果与试验数据及前人模拟结果吻合良好,验证了该文模型及计算方法的有效性与可靠性;降雨强度越大,产流时间越早,坡面积水深度越大,对坡体内的水分分布影响范围越广.研究表明,所建模型能真实反映边坡降雨-入渗-产流全过程,可为降雨诱发的各类地质灾害分析提供计算依据. 展开更多

关键词 降雨入渗 坡面径流 饱和-非饱和渗流 数值流形法

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基于流固耦合作用的降雨条件下某露天矿边坡稳定性分析

5

作者 魏宸昌 袁阳 +3 位作者 解联库 刘建东 罗志雄 高源 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第4期701-709,共9页

某露天矿在降雨条件下,边坡面临滑坡等灾害事故的风险,这对露天矿的安全生产构成了严重威胁。为研究降雨条件下该露天矿边坡的岩土体变形规律,结合了实际工程地质勘查结果和降雨情况,利用COMSOL软件建立了一个露天边坡饱和-非饱和流固... 某露天矿在降雨条件下,边坡面临滑坡等灾害事故的风险,这对露天矿的安全生产构成了严重威胁。为研究降雨条件下该露天矿边坡的岩土体变形规律,结合了实际工程地质勘查结果和降雨情况,利用COMSOL软件建立了一个露天边坡饱和-非饱和流固耦合模型,并进行稳定性计算分析。结果表明:边坡处于稳定状态,但是降雨对露天边坡影响较大;短期降雨会导致边坡表层土体的饱和度增加,但对地下水位线的影响较小;连续12 d降雨后,边坡的安全系数(FOS)小于1;塑性区的分布分析显示最大值出现在+210~+195 m台阶的含有碎石粉质黏土和强风化石灰岩交界面。通过建立数值模型,研究分析了降雨入渗对该工程边坡的影响,为后续的边坡治理提供了重要的理论依据和指导。 展开更多

关键词 露天边坡 降雨工况 饱和-非饱和渗流 稳定性分析

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坡面汇流汇沙与侵蚀—搬运—沉积过程 被引量：15

6

作者 郑粉莉 高学田 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期134-139,共6页

关键词 坡面 汇流汇沙现象 侵蚀-搬运-沉积过程 地表面条件 细沟侵蚀 双径流土槽

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基于坡面冲刷的荆江典型岸坡稳定性分析 被引量：7

7

作者 陶桂兰 谭彬政 束梁 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第8期30-35,共6页

针对荆江典型二元结构的岸坡,采用横向冲刷计算公式探讨了不同水位升降阶段中,水流流速和含沙量对岸坡横向冲刷速率的影响以及岸坡断面形态的变化规律。在此基础上基于饱和-非饱和渗流理论,利用SEEP/w程序建立了二维非稳态渗流模型,模... 针对荆江典型二元结构的岸坡,采用横向冲刷计算公式探讨了不同水位升降阶段中,水流流速和含沙量对岸坡横向冲刷速率的影响以及岸坡断面形态的变化规律。在此基础上基于饱和-非饱和渗流理论,利用SEEP/w程序建立了二维非稳态渗流模型,模拟了其渗流场在水位升降条件下的变化过程,并基于摩根斯坦法计算分析了在考虑与不考虑坡面冲刷2种条件下岸坡稳定性的变化规律。结果表明:在水位上升期,当不考虑坡面冲刷时,岸坡稳定性是随水位上升而增大的,但当考虑坡面冲刷后,岸坡坡度逐渐增大,岸坡稳定性随水位上升而减小;在水位下降期,岸坡稳定性随水位下降而减小,且考虑坡面冲刷的安全系数下降速率明显大于未考虑冲刷时的情况。因此洪水期与水位下降末期是岸坡失稳的危险期,需重点监控。 展开更多

关键词 岸坡稳定 坡面冲刷 水位升降 饱和-非饱和渗流 二元土结构

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黄土丘陵区降雨坡面再分配规律研究 被引量：1

8

作者 徐学选 穆兴民 +2 位作者 蒋定生 王玉 王炜 《水土保持研究》 CSCD 2002年第3期249-250,253,共3页

采用野外定位监测方法 ,以在安塞进行的降雨坡面再分配试验结果为依据 ,系统地分析了坡面降雨 -径流-入渗的转化规律 ,降雨在坡面上的水文行为强度、方向等。研究结果表明 :降雨的土壤入渗量受坡长、土地利用方式等因素影响 ,长坡能够... 采用野外定位监测方法 ,以在安塞进行的降雨坡面再分配试验结果为依据 ,系统地分析了坡面降雨 -径流-入渗的转化规律 ,降雨在坡面上的水文行为强度、方向等。研究结果表明 :降雨的土壤入渗量受坡长、土地利用方式等因素影响 ,长坡能够接收较多雨量 ,试验年份 (旱年 )坡长每增加 2 0 m,草地约增加入渗 0 .77m m,灌木地增加0 .92 mm。不同土地利用方式下其降雨入渗量为灌木林地 >草地 >农地。长坡沙棘地较农坡地减少径流 4 .91m m,较长坡草地减少 4 .10 m m。相当于灌木地减流 5 6 .5 2 % ,草地减流 4 7.16 %。雨水转化土壤水的转化系数 展开更多

关键词 黄土丘陵区 降雨 坡面再分配规律 降雨-入流-径流

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考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析 被引量：2

9

作者 向云龙 符文熹 周洪福 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第6期145-150,156,共7页

为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流... 为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。 展开更多

关键词 多层边坡 径流-渗流耦合 拖曳力 刚体极限平衡理论

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库水位降落作用下均质土石坝渗流场及坝坡稳定性分析 被引量：28

10

作者 王开拓 谢利云 刘辉 《水电能源科学》 北大核心 2018年第8期81-84,51,共5页

为研究某水库均质土石坝库水位降落作用下均质土石坝瞬态流场特性及其对坝坡稳定性的影响,基于饱和-非饱和非稳定渗流理论及极限平衡法,应用GeoStudio有限元分析软件中的SEEP/W及SLOPE/W模块进行库水位降落作用下的瞬态渗流场及稳定性... 为研究某水库均质土石坝库水位降落作用下均质土石坝瞬态流场特性及其对坝坡稳定性的影响,基于饱和-非饱和非稳定渗流理论及极限平衡法,应用GeoStudio有限元分析软件中的SEEP/W及SLOPE/W模块进行库水位降落作用下的瞬态渗流场及稳定性数值模拟分析,探讨了不同速率库水位降落作用下的坝体内部渗流场及坝坡稳定性变化规律。结果表明,考虑非饱和渗流时,在库水位降落作用下,坝体浸润线变化滞后于库水位降落,且库水位降落速率越大,滞后现象越严重,上游坝坡内部形成倒流现象,产生指向坝坡外部的渗透压力;库水位降落作用下,坝坡稳定性呈现"降低—回升—平缓"的变化趋势,库水位降落速率越大,坝坡稳定性系数最小值越低,对坝坡稳定性越不利。研究结果可为土石坝边坡稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 均质土石坝 库水位降落 饱和-非饱和渗流 浸润线 坝坡稳定性

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黄土边坡降水入渗规律及其稳定性研究 被引量：18

11

作者 颜斌 倪万魁 刘海松 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期77-81,共5页

由于黄土地区地下水埋藏较深,降水因此成为影响公路黄土边坡稳定性的主要因素。根据饱和-非饱和土的渗流理论,考虑降水入渗的影响,利用有限元的方法,对阎良—禹门口高速公路的黄土边坡在百年一遇降水强度下的入渗规律和稳定性进行了数... 由于黄土地区地下水埋藏较深,降水因此成为影响公路黄土边坡稳定性的主要因素。根据饱和-非饱和土的渗流理论,考虑降水入渗的影响,利用有限元的方法,对阎良—禹门口高速公路的黄土边坡在百年一遇降水强度下的入渗规律和稳定性进行了数值模拟,同时根据现场人工降水试验证明:强降水条件下水分入渗的深度有限,一般为表层2m深度范围,且入渗深度随着降水时间的增加而增加,边坡安全系数逐渐减小,但对边坡的整体稳定影响不大;坡面出现冲刷破坏,如果不采用坡面防护措施,随着降水次数增加,将会出现局部破坏,最终导致整体边坡的失稳。而对于失稳状态下的危险边坡或老滑坡,滑坡出现频率与降水强度成正比例,并有一定的滞后性。 展开更多

关键词 降水入渗 黄土边坡 饱和-非饱和渗流 稳定系数 数值模拟

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考虑土工膜缺陷的面膜坝渗透稳定性分析 被引量：8

12

作者 张继勋 郁舒阳 +1 位作者 胡南雄 杨兆兵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第11期96-100,共5页

为研究土工膜缺陷的面膜坝在库水位骤降情况下的渗流特性以及上游坝坡的稳定性,利用Geo-slope软件建立了破损土工膜有限元分析模型,对土工膜不同破损部位以及破损尺寸进行了渗流要素和稳定性分析。结果表明:土工膜破损位置越高,尺寸越大... 为研究土工膜缺陷的面膜坝在库水位骤降情况下的渗流特性以及上游坝坡的稳定性,利用Geo-slope软件建立了破损土工膜有限元分析模型,对土工膜不同破损部位以及破损尺寸进行了渗流要素和稳定性分析。结果表明:土工膜破损位置越高,尺寸越大,浸润线抬升越高,渗漏量越大,但后者影响明显小于前者;当库水位高程降落至土工膜破损高程时,存在一个浸润线突然下降的"突变";初始稳定安全系数随着土工膜缺陷位置的变高和尺寸的变大而变小,安全系数总体上呈现先下降,后趋于稳定的规律,但在库水位高程经过土工膜缺陷处,存在一个突然上升的过程。研究成果为面膜坝运行过程中的稳定性评价和治理提供了参考。 展开更多

关键词 土工膜缺陷 库水位骤降 面膜坝 饱和-非饱和渗流 稳定性分析

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深厚砂砾石覆盖层坝基渗控方案与瞬态坝坡稳定研究 被引量：6

13

作者 王鹏全 吴元梅 +2 位作者 刘得俊 沙成刚 王增平 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2022年第3期262-269,共8页

为减少修筑在深厚砂砾石覆盖层上土石坝的渗流损失,提高大坝的安全稳定性,针对某深厚砂砾石覆盖层心墙土石坝,提出一种“库盘水平铺盖+坝基砼垂直防渗墙”空间正交组合渗流控制体系。利用Geo-studio软件耦合Seep/w和Slope/w模块进行坝... 为减少修筑在深厚砂砾石覆盖层上土石坝的渗流损失,提高大坝的安全稳定性,针对某深厚砂砾石覆盖层心墙土石坝,提出一种“库盘水平铺盖+坝基砼垂直防渗墙”空间正交组合渗流控制体系。利用Geo-studio软件耦合Seep/w和Slope/w模块进行坝基渗流方案模拟,基于饱和-非饱和渗流理论研究库水位骤降速率对坝坡瞬态抗滑稳定性的影响。通过对比渗流稳定性态约束条件和经济技术条件,提出坝基渗控最优方案。研究表明,“库盘水平铺盖+坝基垂直砼防渗墙”空间正交组合渗流控制体系在技术经济方面优势显著,可为类似坝基条件下土石坝渗流控制和安全调度运行提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 深厚砂砾石覆盖层 饱和-非饱和渗流 坝坡瞬态稳定 心墙土石坝

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