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降雨入渗对三维刚架桩边坡渗流稳定性的影响.pdf

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1、文章编号:1674-8085(2023)04-0097-10降雨入渗对三维刚架桩边坡渗流稳定性的影响11刘道奇,*许旭堂,鲜振兴,杨 枫,徐 祥,李光杰,黄剑斌(福建农林大学交通与土木工程学院,福建,福州350108)摘要:开展降雨入渗对三维刚架桩边坡渗流稳定性影响的数值分析研究,考虑长时小雨及短时强降雨,从土体位移、坡体孔压及边坡稳定性演变角度,重点讨论降雨入渗条件下刚架桩边坡的合理桩间距,以期为雨水充沛的福建山区刚架桩边坡设计提供参考。结果表明:三维刚架桩边坡土体位移受降雨条件影响显著,随着降雨强度和持续时间的增加,土体水平位移和竖向位移依次增加;降雨条件下三维刚架桩边坡坡体内孔隙水压力分

2、布具有明显的时空效应,短时强降雨条件下,坡顶孔压增幅最大,降雨强度的持续增加导致刚架桩边坡安全系数降幅也增大;桩间距对刚架桩边坡的渗流稳定性有显著影响,无降雨时边坡的安全系数随桩间距增大而减小;基于研究区降雨特点及暴雨频次呈现逐年递增现象,应将桩间距设为3倍桩宽,以充分发挥短时大雨情况下刚架桩的抗滑效果。关键词:降雨入渗;刚架桩;边坡稳定性;孔隙水压力;桩间距中图分类号:U213.1文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1674-8085.2023.04.015EFFECTS OFRAINFALLINFILTRATION ON SEEPAGE STABILITY OFTHREE-

3、DIMENSIONALRIGID FRAME PILE SLOPESLIU Dao-qi,*XU Xu-tang,XIAN Zhen-xing,YANG Feng,XU Xiang,LI Guang-jie,HUANG Jian-bin(College of Transportation and Civil Engineering,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350108,China)Abstract:Numerical analysis is carried out to study the influen

4、ce of rainfall infiltration on the seepage stability ofthree-dimensional rigid-frame pile slopes.From the perspectives of soil displacement,slope pore pressure andslope stability evolution under long-term light rainfall and short-term heavy rainfall conditions,the reasonable pilespacing of the rigid

5、 frame pile side slope under the seepage condition is expected to provide a reference for thedesign of the rigid frame pile side slope in Fujian mountainous areas with abundant rain.Results show that the soildisplacement of the three-dimensional rigid frame pile slope is significantly affected by th

6、e rainfall conditions,and the horizontal and vertical displacements of the soil gradually increase with the increase of rainfall intensityand duration.Rainfall infiltration has a great influence on the distribution of pore water pressure in the slope body,under short-term strong rainfall conditions,

7、the increase in pore water pressure at the top of the slope is the largest,and the continuous increase in rainfall intensity leads to an increase in the decrease in the safety coefficient ofrigid frame pile slopes.The pile spacing has a significant impact on the seepage stability of the rigid frame

8、pileslope,and the safety factor of the slope decreases with the increase of the pile spacing when there is no rainfall.Based on the characteristics of rainfall in the study area and the increasing phenomenon of rainstorm frequencyyear by year,the pile spacing should be set as 3 times the pile width

9、to give full play to the anti-sliding effect ofrigid frame piles under short-term heavy rain.Key words:rainfall infiltration;rigid frame anti-slide pile;slope stability;pore water pressure;pile spacing收稿日期:2022-11-15;修改日期:2023-01-20基金项目:国家自然科学基金项目(41702288);福建省自然科学基金项目(2022J01157);福建农林大学杰出青年科研人才计划项目

10、(XJQ202014)作者简介:*许旭堂(1986-),男,福建安溪人,副教授,博士,主要从事边坡与滑坡灾害防治研究(Email:).第44卷第4期Vol.44 No.4井冈山大学学报(自然科学版)2023年7月Jul.2023Journal of Jinggangshan University(Natural Science)97井冈山大学学报(自然科学版)98980引言福建省气候温暖,气温高、雨量丰沛、相对湿度大,常年受湿热环境和水环境作用,岩石风化强烈。因山多地少、用地条件差,山区公路建设中存有大量高陡边坡。考虑到桩间距及滑坡体宽度的影响,大型滑坡治理常采用双排抗滑桩来提高其抗滑力,为了

11、充分发挥抗滑桩的抗滑效果,可将前后排桩间设置连系梁(即:刚架桩),达到减小桩身弯矩、桩顶位移、桩体锚固深度及截面尺寸的目的1。复杂条件下抗滑桩的内力、变形及稳定性变化与桩自身性质(如桩的长度、桩的布置位置、桩间距及桩身刚度等)息息相关,学者们2-13从理论分析、物理模型试验及数值方法分析出发,系统研究了抗滑桩桩后土拱效应及影响因素、成拱机理及形状演化等。孙勇14-15基于土拱理论,从桩土应力传递规律及桩土相互作用方式出发,深入分析刚架双排桩结构的相互作用机制以及受力特点,并提出了针对此类型桩固坡的设计思路和计算过程。李宁等16-17开展抗滑桩边坡渗流稳定性对降雨入渗响应的数值分析研究,重点讨论

12、不同桩长、桩布置位置、桩间距以及是否有雨条件下抗滑桩边坡稳定性演化规律,并针对性的给出多雨地区设桩的合理桩间距及桩位位置布置。CAI等18-19则研究了降雨条件下不同水平排水措施对抗滑桩边坡稳定性的影响,进一步分析了不同初始含水量、水-力特性以及边界条件下的边坡渗流稳定性演化规律。以上研究主要集中于抗滑桩的桩身受力、理论计算和试验分析,以及抗滑桩加固边坡后坡体对降雨入渗的响应及稳定性演化。大量滑坡实例表明,降雨是诱发滑坡的主要因素。我国东南沿海地区雨量充沛,该地区采用抗滑桩支护的边坡常年受降雨环境影响,导致抗滑桩很大程度上都是在降雨条件下发挥其抗滑效果。目前对于抗滑桩加固后的边坡在降雨入渗的稳

13、定性研究较多,为了对多雨地区刚架桩的设计及实践提供有意义的参考,有必要对采用受力较为合理的刚架桩加固后边坡的渗流稳定性特点展开进一步研究。1有限元模型的建立1.1工程概况所选工程位于福建龙岩乡村道路一多级边坡,其坡顶和坡脚处均有房屋建筑,最上一级台阶是人行道路。尽管该边坡早期采用水泥浆及砌块石护面,并设置了三道浆砌块石重力式挡墙防治措施(见图1),但持续降雨导致坡面及周边发现较大的裂缝及变形(见图2),对坡顶和底部的房屋建筑构成潜在危险。图1边坡概貌Fig.1 Slope overview图2边坡坡面裂缝及变形Fig.2 Cracks and deformation of slope surf

14、ace1.2边坡模型的建立边坡模型考虑了坡顶原有建筑物荷载的作用,并将其等效成一作用于边坡表面的集中荷载,荷载等效值分别为40.6 kPa、66 kPa,具体边坡尺寸及荷载位置见图3。既有边坡加固设计方案井冈山大学学报(自然科学版)99中采用圆形单排抗滑桩形式(见表1),为了进一步对原有设计方案进行优化,采用门式刚架桩结构,该结构由前排桩、连梁以及后排桩组成,基于控制混凝土用量相等原则,通过计算,刚架桩方形截面尺寸的桩宽D设为1 m,刚架桩剖面及具体桩身尺寸见图3及表1,刚架桩的布置平面示意图见图3。为了便于计算及排除其他支护结构的影响,将实际工况中的挡墙简化为土层进行分析。采用ABAQUS数

15、值分析软件开展降雨入渗下刚架桩边坡稳定性分析,计算的有限元网格选用可用于模拟渗流过程中孔压、饱和度等变化的C3D4P四面体单元,桩身网格采用C3D4四面体单元,地下水位距离坡顶24.3 m,有限元模型(图5)及桩身、桩长尺寸见表1,由图4及图5可知,本研究所选取的前后桩间距以及桩排距均为2 D;为了保证刚架桩前后有足够的土体支撑,整个边坡模型前后排桩向外扩充2D,即边坡沿着宽度方向的长度为6 D。32.370.4154.48.74.22.715.71.324.71381081.314.240.61 kPa66 kPa66 kPa刚架桩注:图中尺寸单位为m15.510.51111前桩后桩图3边坡

16、剖面尺寸示意图(m)Fig.3 Schematic diagram of slope section size桩间距桩间距桩间距边坡中线前排桩后排桩前排桩后排桩图4刚架桩布置平面示意图Fig.4 Layout plan of rigid frame pile表1桩身尺寸及混凝土用量Table 1 Pile body size and concrete consumption桩型桩宽/m前、后桩距/桩长/m混凝土用量/m3单排桩1.5/15.527.378刚架桩1.0115.5(后桩)/10.5(前桩)27.000(注:刚架桩中靠近滑坡推力一侧的桩视为后排桩,而另一侧桩则视为前排桩。)图5渗流刚

17、架桩边坡局部三维有限元网格划分Fig.5 3D finite element mesh division of seepage rigid framepile slope1.3数值分析参数降雨入渗过程中,ABAQUS软件通过定义渗透折减系数ks(ks=Kw/Kws,Kws为土体饱和渗透系数,本研究取2.310-6m/s)来反映饱和度Sr对非饱和土渗透系数Kw的影响,非饱和土渗透性函数公式形式如下20:/()wcwwwswwawKa Kabuu(1)式中:ua为边坡土体进气值,考虑坡面孔隙与大气连通,故将ua取为0;uw为土体中的负孔隙水压力;ua-uw代表土中基质吸力,单位kPa;aw、bw和

18、cwjun均为材料系数,这里分别取2.28、0.007以及1.7。所采用的非饱和土土-水特征曲线方程如下:()/()scrinisssawSSSS aabuu(2)式中:Si、Sn分别为高基质吸力水平对应的残余饱和度与最大饱和度,前者取0.08,后者取1;as、bs和cs均为材料系数,依次取6.18、0.1和3.5。数值分析所用土体应力-应变关系为摩尔-库伦弹塑性本构模型,试验获取的各土层物理力学性质见表2,其中桩体视为不透水材料,桩-土间的相互作用视为摩擦接触,摩擦系数见文献21。有限元模型边界条件包括位移和孔压边界条件,模型前后左右位移井冈山大学学报(自然科学版)100约束方向与其坐标轴方

19、向一致,底部施加三个方向位移约束。降雨条件下边坡渗流稳定性所用边界为:边坡底部设为不透水边界,边坡顶部及坡面为降雨入渗边界(入渗量由降雨强度及土体渗透性共同控制),初始孔隙水压力分布由地下水位线自动生成。坡顶及二三级台阶施加固定荷载(如图3),对于刚架桩,在桩底设置后固前铰的约束条件。表2数值计算参数Table 2 Numerical calculation parameters材料重度/kN/m3泊松比弹性模量/MPa粘聚力/kPa内摩擦角/饱和渗透系数ksat/m/s坡残积土190.31214.9920.642.3 10-6刚架桩240.2130000/2降雨方案的确定研究区位于福建省龙岩

20、山区,属亚热带海洋性季风气候,气候温热湿润,雨量充沛。依据气象部门对该地区的月降水量分布统计结果(图6),可知该地区年总降雨量约为1800 mm,且每年的48月该地区常发生以滑坡为主的地质灾害22,因此选择该时段内的月平均降雨量(约为240 mm)作为降雨总入渗量,随后基于总降雨量,设计4种不同降雨强度及持时的降雨工况,详见表3。52.5114.4163.8183.8265.2294.4203245.2125.273.532.946.4123456789101112050100150200250300350降雨量/mm月份图6月降雨量分布Fig.6 Monthly rainfall distr

21、ibution表 3 数值分析中的降雨工况设定Table 3 Rainfall condition setting in numerical analysis工况类型降雨强度/mm/d持续时间/d工况1长时小到中雨2012工况2长时中到大雨406工况3短时大到暴雨803工况4短时大暴雨12023刚架桩边坡渗流稳定性计算结果3.1土体位移分析3.1.1土体水平位移分析图7为不同降雨工况下,有无刚架桩加固的边坡土体水平位移等值云。降雨条件下,无刚架桩支护边坡内部土体的最大水平位移位于坡脚处,随着降雨入渗的进行,浅层土体位移显著增加,越靠近坡表,其增加位移越大,并且整体位移有朝坡脚处增加趋势。设置刚

22、架桩后如图7(b),边坡整体有效位移量减小,最大土体位移处所处位置发生变化,坡体内最大水平位移发生在刚架桩顶上后方。不同降雨条件下刚架桩加固后的边坡最大水平位移如图7(b)(e)所示,依次为1.147cm(工况1)、1.286 cm(工况2)、1.521 cm(工况3)、1.695 cm(工况4),随着降雨强度的增加,边坡的最大水平位移也增大。4种降雨工况下,降雨总量保持不变,虽然边坡最大水平位移发生于短时大暴雨工况,但仍不可忽视长持时小雨工况持续引起坡体内部孔压变化,从而导致边坡稳定性的持续降低,尤其是经历长时梅雨季节后(此时的长持时小雨工况作为前期有效降雨),后续更易出现台风暴雨诱发型滑坡

23、23-27。结合降雨入渗下刚架桩加固边坡前后位移变化,对刚架桩加固后的边坡,尤其是经历短时强降雨,应特别关注桩顶上后方坡体,及时做好浅层坡面防渗及排水措施,以防止浅层土坡发生失稳破坏。井冈山大学学报(自然科学版)101(a)工况1(无桩)(b)工况1(有桩)(c)工况2(有桩)(d)工况3(有桩)(e)工况4(有桩)图7降雨入渗下坡体水平位移分布图Fig.7 Distribution diagram of horizontal displacement of slopeunder rainfall infiltration3.1.2土体竖向位移分析图8为不同降雨条件下刚架桩加固后边坡竖向位移分

24、布图。整个降雨周期内,坡顶在荷载及降雨入渗的双重作用下产生变形,因刚架桩的支挡作用,靠近桩身部分土体及桩前坡脚土体发生挤压并向上隆起。工况1如图8(a),即长时小雨所产生的竖向沉降位移最大且影响边坡土体范围最广。降雨持时越久则对边坡的竖向位移影响越大,该现象与雨水持续下渗引起的非饱和区域的孔压变化有关。在持续降雨下,随着雨水持续入渗和下渗,竖向渗流显著,可诱使地下水线上升,非饱和区域减小,坡体位移和孔压影响范围逐步扩大并向深部发展,降雨前后引起坡体竖向应力和变形持续加大,边坡安全系数持续下降。因此,长时小雨工况下,后期应以坡体累积沉降变形作为判断边坡长期稳定的控制指标,做好坡体深层位置的排水工

25、作。(a)工况1(有桩)(b)工况2(有桩)井冈山大学学报(自然科学版)102(c)工况3(有桩)(d)工况4(有桩)图8降雨入渗下坡体竖向位移分布图Fig.8 Vertical displacement distribution diagram of slope underrainfall infiltration3.2土体孔压变化分析降雨入渗过程中,刚架桩加固后的边坡坡体饱和度和孔隙水压力发生显著变化如图9。边坡初始孔隙水压力通过地下水位线生成,大体上由坡顶至坡底呈层状分布如图9(a),地下水位线以下的初始孔压为正,浸润线以上的初始孔压为负,坡体内孔压随深度的增加而逐渐增大。对比工况14孔

26、隙水压力变化,可知发生降雨后,因重力和水力梯度作用,边坡整体孔隙水压力呈增大趋势,且原有部分地下水位线以上的负孔压逐渐增加,直至达到饱和状态。整体上看,不同降雨工况边坡内部孔压变化程度不同,但工况4下的边坡浅层土体孔压变化程度最大。图10、11为不同降雨工况下的坡顶、坡中(即刚架桩上方)及坡脚三个位置处孔隙水压力变化曲线。由图11可知,边坡坡顶初始负孔压为228.6 kPa,经历2天降雨,工况1工况4下坡顶负孔隙水压力分别为196.6、173.4、134.6、103.4 kPa,这表明同一降雨持续时间下,随着降雨强度的增加,坡顶孔隙水压力增幅也逐渐增大。边坡其余位置的孔隙水压变化规律与坡顶孔压

27、变化规律相似,但边坡中部及坡脚初始孔隙水压力因靠近地下水位线下而较大;降雨条件下,相比于坡顶,二者的孔压变化较小。伴随孔隙水压力的持续增加,土体基质吸力会下降,从而导致抗剪强度持续减弱,不利于边坡稳定性。因此,在类似强降雨等极端天气条件,应注重坡顶处的位移和加强监测预警。(a)初始孔压(b)工况1(有桩)(c)工况2(有桩)井冈山大学学报(自然科学版)103(d)工况3(有桩)(e)工况4(有桩)图9降雨入渗下边坡孔隙水压力分布图Fig.9 Pore water pressure distribution of slope under rainfallinfiltration图10选取的孔隙水

28、压力变化点示意图Fig.10 Schematic diagram of the selected pore water pressurechange points024681012-250-200-150-100孔隙水压力/kPa时间/d 工况1 工况2 工况3 工况4(a)坡顶孔压随降雨持时变化曲线024681012-150-100-50时间/d孔隙水压力/kPa 工况1 工况2 工况3 工况4(b)坡中孔压随降雨持时变化曲线024681012-80-60-40-20时间/d孔隙水压力/kPa 工况1 工况2 工况3 工况4(c)坡脚孔压随降雨持时变化曲线图11降雨入渗下不同位置坡体的孔隙水

29、压力分布Fig.11 Pore water pressure distribution of slopes at differentlocations under rainfall infiltration抗滑桩能有效支挡边坡土体滑移,对边坡稳定性有增强作用。在降雨工况下,因桩的渗透性远小于土体,导致雨水入渗受阻。图12为刚架桩加固边坡前后的坡中位置(即刚架桩顶上方)孔隙水压力变化曲线所示,不同降雨工况下边坡具有相同的初始孔隙水压力,随着雨水的入渗,无刚架桩边坡的孔隙水压力皆小于刚架桩边坡的孔隙水压力。虽然刚架桩对边坡的雨水渗流起到了一定的影响,使得该位置处的雨水无法充分入渗坡体深处,桩顶上方

30、的土体孔隙水压力增大幅度大于无刚架桩的边坡土体,但后续的持续降雨,刚架桩桩顶上方土体可因雨水无法及时入渗及排出,导致土体自重增加、强度下降速度加快,从而可能先产生滑移。因此,采用全埋式刚架桩加固的边坡,在降雨情况下应充分考虑桩顶上方土体出现剪切破坏式滑移的可能性。井冈山大学学报(自然科学版)104024681012-150-125-100-75时间/d孔隙水压力/kPa 工况1 工况2 工况3 工况4 工况1(无刚架桩)工况2(无刚架桩)工况3(无刚架桩)工况4(无刚架桩)图12坡中位置孔隙水压力变化曲线Fig.12 Variation curve of pore water pressure

31、 at mid-slope3.3边坡稳定性影响分析降雨对边坡整体稳定性影响较大。各工况下的刚架桩边坡安全系数分别为1.624、1.604、1.537、1.510(如图13),短时大到暴雨及大暴雨对边坡稳定性影响较大,提高降雨条件下边坡内外排水效果,将有利于提高边坡的渗流稳定性。刚架桩加固后的边坡,设计中所设定4种降雨工况下边坡的安全系数均大于无刚架桩支护边坡,表明采用刚架桩加固方法能有效提高边坡稳定性,即便在极端降雨时仍满足工程要求。工况1工况2工况3工况41.21.31.41.51.6安全系数降雨工况 刚架桩边坡 无刚架桩边坡图13不同降雨条件下的边坡安全系数Fig.13 Safety fa

32、ctor of slope under different rainfall conditions4桩间距变化下的边坡渗流稳定性本节在前述模型的基础上,重点研究长时小雨和短时大雨工况下,不同桩间距S(S=1 D、2 D、3 D、4 D、8 D)对刚架桩边坡渗流稳定性的影响,完整边坡模型尺寸见图3及图4。4.1不同桩间距对边坡孔隙水压力的影响图14和图15分别为不同桩间距下长时小雨和短时大雨对坡中孔隙水压力分布的影响,随着桩间距的增加,无论是长时小雨,还是短时大雨,因刚架桩对边坡内部渗流阻碍作用逐渐降低,导致了坡体的浅层土体孔隙水压力变化呈逐渐减小趋势。024681012-140-135-130

33、-125-120孔隙水压力/kPa S=1D S=2D S=3D S=4D S=8D时间/d图14不同桩间距下长时小雨对坡中孔压的影响Fig.14 Effect of long-time light rain on pore water pressure inslope with different pile spacing0123-140-120-100-80-60孔隙水压力/kPa S=1D S=2D S=3D S=4D S=8D时间/d图15不同桩间距下短时大雨对坡中孔压的影响Fig.15 Effect of short-duration heavy rain on pore press

34、ure inslope at different pile spacing4.2 不同桩间距对边坡稳定性的影响图16为不同桩间距下的降雨入渗对边坡安全系数的影响示意图,未考虑降雨时,随着桩间距的增加,边坡安全系数反而逐渐减小,这与在未考虑降雨入渗下的单排桩边坡安全系数随桩间距的变化规律基本一致16,28。对于长时间小雨,当桩间距从1 D增大到2 D时,边坡的安全系数增大;但桩间距从2 D增大到8 D时,边坡的安全系数逐渐减小;短时大雨情况下,边坡的安全系数在桩间距从1 D增大到3 D时,安全系数呈增大趋井冈山大学学报(自然科学版)105势,而从3 D增大到8 D则逐渐减小。以上表明,降雨条件下

35、,较小桩间距的边坡安全系数减小幅度更大,与不考虑降雨工况相比,边坡安全系数的变化规律受桩间距影响显著(即边坡安全系数随着桩间距的增大而减小)。究其原因在于,坡体有效排水断面的面积与桩间距大小密切相关,桩间距越小,有效排水面越小,对于入渗雨水的流动与排出不利,从而导致刚架桩抗滑作用得不到有效发挥,即:边坡安全系数减小幅度增大。1D2D3D4D8D1.401.451.501.551.601.651.70安全系数桩间距S 未降雨 长时小雨 短时强雨图16不同桩间距对降雨入渗下边坡安全系数的影响Fig.16 Influence of different pile spacing on the safe

36、ty factorof slope under rainfall infiltration综上所述,无降雨时,较小的桩间距对与充分刚架桩的抗滑作用有利,且有益于提高边坡的稳定性;但考虑降雨因素后,由于较小的桩间距,将减小坡体的排水断面,使得坡体的雨水无法充分入渗及排出,导致坡体的饱和度增加,从而造成下滑力的增大,并对刚架桩加固后的边坡整体稳定性产生不利影响。因此,对边坡采用刚架桩支护方案时,既要考虑桩间距的减小对刚架桩边坡稳定性的有利影响,也要考虑到较小桩间距对降雨条件所导致的不利影响,应结合当地水文及降水条件综合考量,从而选取最合理桩间距。根据焦志敏等29对龙岩市近53年逐日雨量数据统计结果

37、以及邓丽萍等30给出的龙岩市降水时空分布及变化趋势数据,可知研究区近53年的平均暴雨频次在5.0次左右,且暴雨频次及降雨量呈年递增现象,极端暴雨量阈值为118.0 mm。因此,立足于龙岩山区暴雨极端天气演化规律,应将多雨龙岩山区的桩间距设为3倍桩宽,以此保证极端降雨工况下三维刚架桩支护边坡的稳定。5结论(1)降雨对于边坡的位移影响较大。就水平位移而言,边坡最大水平位移位置在刚架桩顶上后方处,且降雨强度越强,水平位移越大。雨水入渗时间越长,对边坡竖向位移影响越大、深层土体影响范围也越广,且靠近桩身及桩前坡脚处土体发生隆起。(2)短时强降雨下,坡顶孔隙水压力变化幅度最大,雨强越大,边坡安全系数下降

38、幅度越大。刚架桩的存在不仅提高了边坡稳定性,但也在一定程度上阻滞了雨水入渗,从而导致浅层坡体在同等降雨工况下孔隙水压力增大。(3)无降雨条件下,越小的桩间距越有利于刚架桩抗滑作用的发挥,从而导致边坡安全系数随着桩间距的增大而减小;有降雨条件时,越小的桩间距越不利于坡体内雨水的下渗与流出,从而降低刚架桩的抗滑减渗效果,导致边坡安全系数下降幅度增大。考虑龙岩山区暴雨极端天气频次逐年递增,且雨量每隔7年出现多发的特点,应将桩间距设为3倍桩宽,以充分发挥短时大雨情况下刚架桩的抗滑效果。通过开展了降雨入渗对三维刚架桩边坡渗流稳定性影响的数值分析研究,重点讨论了多雨地区门式刚架桩合理桩间距的取值,后续可针

39、对研究区的降雨特点,对降雨工况及桩间距的设置进一步细化,进而分析桩位、桩长、桩身刚度及结构尺寸等对复杂降雨形式下的边坡稳定性的影响;也有必要从经济性和土拱效应方面出发,进一步深入研究多雨地区门式刚架桩的抗滑性能。参考文献:1王羽,赵波.h型抗滑桩结构机理与工程数值分析研究J.公路,2015,40(6):5-9.井冈山大学学报(自然科学版)1062朱泳,朱鸿鹄,张巍,等.抗滑桩加固边坡稳定性影响因素的参数分析J.工程地质学报,2017,25(3):833-840.3 He Y,Hazarika H,Yasufuku N,et al.Evaluating the effectof slope an

40、gle on the distribution of the soil-pile pressureacting on stabilizing piles in sandy slopesJ.Computersand Geotechnics,2015,69:153-165.4李新哲,李涛,潘登,等.基于滑带应力水平分布的抗滑桩优化加固位置研究J.工程地质学报,2021,29(3):640-646.5付有为.抗滑桩后土拱发育机理与参数影响分析D.重庆:重庆交通大学,2017.6杨雪强,吉小明,张新涛.抗滑桩桩间土拱效应及其土拱模式分析J.中国公路学报,2014,27(1):30-377申永江,孙红月

41、,尚岳全,等.锚索双排桩与刚架双排桩的对比研究J.岩土力学,2011,32(6):1838-18428闫玉平,肖世国.双排抗滑桩加固滑坡的前桩后侧推力算法J.水文地质工程地质,2021,48(4):55-63.9 He C,Hu X,Liu D,et al.Model tests of the evolutionaryprocessandfailuremechanismofapile-reinforcedlandslideundertwodifferentreservoirconditionsJ.Engineering Geology,2020,277:105811.10 Liu X,Tang

42、 C,Li L,et al.Microseismic monitoring and3D finite element analysis of the right bank slope,Dagangshanhydropowerstation,duringreservoirimpoundingJ.Rock Mechanics and Rock Engineering,2017,50(7):1901-1917.11傅翔,谢强,张永兴,等.全埋式抗滑桩倾覆破坏的室内模型试验研究J.岩土力学,2014,35(8):2205-2212.12闫玉平,肖世国.双排抗滑桩后侧推力分布物理模型试验J.中国地质灾害

43、与防治学报,2022,33(2):79-87.13张玲,朱幸仁,欧强.考虑桩桩相互作用的双排支护桩受力变形分析J.水文地质工程地质,2019,46(5):72-80.14孙勇.西部山区双排抗滑桩的机理及设计研究J.工程地质学报,2008,6(3):383-387.15孙勇.滑坡面下双排抗滑结构的计算方法研究J.岩土力学,2009,30(10):2971-2977.16李宁,刘冠麟,许建聪,等.降雨条件下抗滑桩边坡三维稳定性分析J.中国地质灾害与防治学报,2018,29(3):38-46.17李宁,赫建勇,许建聪,等.降雨条件下抗滑桩边坡稳定性影响的数值分析J.水利水电技术,2020,51(4)

44、:1-9.18 Cai F,Ugai K.Numerical analysis of the stability of aslope reinforced with pilesJ.Soils and Foundations,2000,40(1):73-84.19 Cai F,Ugai K.Numerical analysis of rainfall effects onslope stabilityJ.International Journal of Geomechanics,2004,4(2):69-78.20费康,张建伟.ABAQUS在岩土工程中的应用M.北京:中国水利水电出版社,2009

45、.21戴自航,徐祥.边坡抗滑桩设计计算的三维有限元法J.岩石力学与工程学报,2012,31(12):2572-2578.22吴超凡,邱占林,邹丹.福建龙岩新罗区地质灾害形成条件 及其 机 理探 讨J.中 国地 质灾害与防治学报.2012,23(2):105-110.23詹良通,李鹤,陈云敏.东南沿海残积土地区降雨诱发型滑坡预报雨强-历时曲线的影响因素分析J.岩土力学,2012,33(3):872-880.24唐栋,李典庆,周创兵,等.考虑前期降雨过程的边坡稳定性分析J.岩土力学,2013,34(11):3239-3248.25许旭堂,简文彬,吴能森,等.降雨入渗影响下边坡中的非饱和渗流特性J.

46、地球科学,2018,43(3):922-932.26许旭堂,简文彬,吴能森,等.降雨诱发残积土坡失稳的模型试验J.中国公路学报,2018,31(2):270-279.27林鸿基,许旭堂,徐祥,等.降雨对花岗岩残积土边坡孔压及稳定性影响J.井冈山大学学报:自然科学版,2018,39(2):69-73.28年廷凯,徐海洋,刘红帅.抗滑桩加固边坡三维数值分析中的几个问题J.岩土力学,2012,33(8):2521-2535.29焦志敏,邓宇阳,林晓君,等.龙岩市暴雨极端天气演化规律分析J.农业与技术,2018,38(2):223-225.30邓丽萍,陈红菊,张燕珊,等.龙岩市降水时空分布及趋势研究J.大气科学学报,2016,39(3):426-432.

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