降雨条件下抗滑桩边坡稳定性影响的数值分析Numerical analysis on stability of anti-slide pile slope under rainfall condition
李宁,赫建勇,许建聪,张利伟
摘要(Abstract)：
针对降雨状态下的抗滑桩边坡的稳定性问题,为了将有限元强度折减法更加准确、有效地应用于降雨滑坡计算,基于Geostudio软件,运用迭代算法处理降雨入渗边界,获得边坡各时刻的水压分布,将场变量的有限元强度折减法与ABAQUS中提供的接触算法相结合,提出了降雨作用下抗滑桩边坡稳定性分析的有限元强度折减法。利用该方法分析了降雨条件下抗滑桩间距、桩位、桩长对抗滑桩边坡稳定性的影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:桩间距越小,无雨情况下抗滑桩作用越好;而在降雨条件下,间距过小易形成桩间积水,不利于积水排泄,抗滑效果降低。当桩位于边坡中部时,无雨条件下抗滑桩作用最佳;而在降雨条件下,因坡脚具有较高的水力梯度,将抗滑桩置于坡脚时能够更好的起到抗滑效果。无论是否下雨,增加桩长长度,均能提高抗滑桩的抗滑效果。
关键词(KeyWords)： 降雨滑坡;ABAQUS;抗滑桩;强度折减法
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(40872179、U1765110);; 上海市自然科学基金项目(16ZR1423300)
作者(Author): 李宁,赫建勇,许建聪,张利伟
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.04.001
参考文献(References)：
- [1] 易鸿.BP神经网络对滑坡稳定性评价的非线性方法[J].四川文理学院学报,2011,21(2):42-44.
- [2] 刘新荣,梁宁慧,黄金国,等.抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用[J].中国地质灾害与防治学报,2006,17(1):56-62.
- [3] 雷文杰,郑颖人,冯夏庭.滑坡治理中抗滑桩桩位分析[J].岩土力学,2006,27(6):950-954.
- [4] 徐爱民,柳群义,朱自强,等.层状岩体边坡抗滑桩加固效应的数值分析[J].中南大学学报(自然科学版),2014,42(8):2453-2458.
- [5] WEI Wiebob,CHENG Yumin.Strength reduction analysis for slope reinforced with one row of piles[J].Computers and Geotechnics,2009,36:1176-1185.
- [6] CAI F,UGAI K,WAKAI A,et al.Effect of horizontal drains on slope stability under rainfall by three-dimensional finite element analysis[J].Computers and Geotechnics,1998,23:255-275.
- [7] 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):2521-2526,2535.
- [8] CHEN C Y,MARTIN G R.Soil-structure interaction for landslide stabilizing piles[J].Computers and Geotechnics,2002,40(1):73-84.
- [9] 唐晓松,刘明维,叶海林.基于ABAQUS的抗滑桩三维有限元分析[J].中南大学学报(自然科学版),2011,42(2):490-493.
- [10] 年廷凯.桩-土-边坡相互作用数值分析及阻滑桩简化设计方法研究[D].大连:大连理工大学,2005.
- [11] NGA C W W,SHIB Q.A numerical investigation of the stability of unsaturated soil slopes subjected to transient seepage[J].Computers and Geotechnics,1998,22(1):1-28.
- [12] CAI F,UGAI K.Numerical analysis of the stability of a slope reinforced with piles[J].Soils and Foundations,2000,40(1):73-84.
- [13] CAI F,UGAI K.Numerical analysis of rainfall effects on slope stability[J].International Journal of Geomechanics,2004,4(2):69-78.
- [14] 林鸿州,于玉贞,李广信,等.强度折减有限元法在滑坡特性预测的应用探讨[J].岩土工程学报,2009,31(2):229-233.
- [15] 王协群,张有祥,邹维列,等.降雨入渗条件下非饱和路堤变形与边坡的稳定数值模拟[J].岩土力学,2010,31(11):3640-3644.
- [16] 娄一青.降雨条件下边坡渗流及稳定有限元分析[J].水利学报,2007,38(Z1):346-351.
- [17] 朱伟,程南军,陈学东,等.浅谈非饱和渗流的几个基本问题[J].岩土工程学报,2006,28(2):235-240.
- [18] LU N,LIKOS W J.Unsaturated soil mechanics[M].NewYork:John Wiley and Sons,2004:132-133.
- [19] LU N,LIKOS W J.Suction stress characteristic curve for unsaturated soil[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2006,132(2):131-142.
- [20] ROTH W H,DAWSON E M,DRESCHER A.Slope stability analysis by strength reduction[J].Géotechnique,1999,49(6):835-840.
- [21] 宫龙颖.ABAQUS接触问题浅析[J].中国煤炭,2009,35(7):66-68.
- [22] 李宁,许建聪.基于场变量的边坡稳定分析有限元强度折减法[J].岩土力学,2012,33(1):314-318.
- [23] 蔡袁强,赵永倩.软土地基深基坑中双排桩式围护结构有限元分析[J].浙江大学学报(自然科学版),1997,31(4):442-448.
- [24] 申永江,吕庆,尚岳全.桩排距对双排抗滑桩内力的影响[J].岩土工程学报,2008,30(7):1033-1037.