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劉勇等[7]以改良的極限平衡法為基礎(chǔ)，結(jié)合室內(nèi)測試和數(shù)值模擬技術(shù)，揭示降雨對邊坡安全系數(shù)產(chǎn)生顯著影響的影響因素，如降雨強(qiáng)度和降雨時(shí)長等，并計(jì)算了在降雨入滲作用下，非飽和土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。大量邊坡失穩(wěn)工程案例表明，邊坡土體在遭受降雨入滲作用時(shí)很容易出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。雨水的滲透會使坡面土體飽和度增加，導(dǎo)致其抗剪能力下降，嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定性。

基于非飽和土土力學(xué)理論，降雨影響邊坡穩(wěn)定性及誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的機(jī)理主要有以下四個(gè)方面[5]：（1）雨水入滲引起基質(zhì)吸力降低。非飽和土內(nèi)的吸力會因外界入滲和蒸發(fā)的作用而重新分布。降雨入滲使邊坡非飽和帶土體的吸力降低，產(chǎn)生暫態(tài)飽和，土體達(dá)到塑性狀態(tài)，有效凝聚力和有效內(nèi)摩擦角大幅下降。降雨強(qiáng)度愈均勻，持續(xù)時(shí)間愈長，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)愈低，這是造成突發(fā)性滑坡的根本原因。

<p> 邊坡在不同的降雨強(qiáng)度作用下，應(yīng)該隨著降雨強(qiáng)度的增加，地層中的浸潤線不斷提高直至地表流走，此時(shí)邊坡的安全系數(shù)不斷減小。在進(jìn)行降雨分析時(shí)，在降雨的瞬態(tài)分析中需要考慮地層從非飽和-飽和的過程，需要進(jìn)行非飽和特性函數(shù)設(shè)置，以模擬地層單元從不飽和-飽和的過程中負(fù)孔隙水壓力-滲透系數(shù)-含水率的變化。

由于持續(xù)的內(nèi)部蠕變應(yīng)變(creep rupture)和2018年末強(qiáng)降雨引起的非飽和區(qū)域吸力損失造成的強(qiáng)度降低導(dǎo)致了壩體突然強(qiáng)度損失和破壞。在尾礦沉積于2016年7月停止之后，經(jīng)歷了幾年的增加降雨量。非飽和帶中的內(nèi)部應(yīng)變和強(qiáng)度降低達(dá)到了臨界水平，導(dǎo)致了壩體最終破壞【布魯馬迪尼尾礦壩破壞的原因(Brumadinho dam disaster)】。

當(dāng)兩層土的參數(shù)輸入完成后，通過拖拉方式賦值給模型，這一點(diǎn)類似于Slide和RS2的操作方式。為了計(jì)算邊坡的長期穩(wěn)定性，兩層土的排水條件使用了“排干”選項(xiàng)，但Plaxis不能控制非飽和密度和飽和密度的選擇，無論在什么情況下都必須輸入這兩個(gè)值。感覺這一點(diǎn)兒處理的不好。在Slide中，如果不設(shè)置地下水位，那么僅使用非飽和密度，自動(dòng)關(guān)閉了飽和密度的輸入，這么處理更合理一些。

土的分類土骨架間布滿相互貫通的孔隙。 飽和土：這些孔隙完全被水充滿； 非飽和土：只有一部分孔隙被水占據(jù)，另一部分被氣體占據(jù)； 干土：完全充滿氣體。

本文簡要討論了使用非排干脆性指數(shù)評估靜態(tài)液化(undrained brittleness index)。2. 非排干脆性指數(shù)非排干脆性指數(shù)IB是Bishop(1971)提出的一個(gè)概念，用來評價(jià)土的靜態(tài)液化。IB=土的屈服強(qiáng)度(峰值強(qiáng)度)減去土的液化強(qiáng)度(殘余強(qiáng)度)，然后再除以土的屈服強(qiáng)度，如下式表示。

(1)不固結(jié)不排水試驗(yàn) 本試驗(yàn)是對試樣施加周圍壓力后，即施加軸向壓力，使試樣在不固結(jié)不排水條件下剪切，該方法適用的條件是土體受力而孔隙壓力不消散的情況，當(dāng)建筑物施工速度快，土的滲透系數(shù)較低，而排水條件又差時(shí)，為考慮施工期的穩(wěn)定，可采用UU試驗(yàn)。對非飽和土，如壓實(shí)填土、未飽和的天然地層，這種土的強(qiáng)度是隨增加而增加，當(dāng)增加到一定值，空氣逐漸溶解于水而達(dá)到飽和時(shí)，強(qiáng)度不再增加。

本案例建立了帶有骨料的混凝土結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示。干濕交替環(huán)境下需要考慮混凝土內(nèi)非飽和水環(huán)境下的氯離子傳遞過程，推導(dǎo)建立了液態(tài)孔隙溶液的遷移擴(kuò)散系數(shù)和氣態(tài)孔隙溶液的遷移擴(kuò)散系數(shù)，對于孔隙水整體遷移系數(shù)，即通過以上推導(dǎo)的兩個(gè)遷移系數(shù)表示，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算得到氯離子在本身濃度差影響下以及孔隙溶液遷移影響下的干濕交替環(huán)境下的擴(kuò)散分布結(jié)果，如圖2所示。

Email: zj_sxjt@hotmail.com Yewei Zheng（鄭燁煒） 武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，主要從事土工合成材料加筋土、巖土地震工程、土動(dòng)力學(xué)和非飽和土力學(xué)等方面研究，致力于提升重大自然災(zāi)害和復(fù)雜氣候條件下交通巖土基礎(chǔ)設(shè)施的韌性和可持續(xù)性。

二、分析步類型 1）總應(yīng)力分析 2）有效應(yīng)力 固結(jié)分析（飽和土、非飽和土） 3）熱-力-流耦合分析（同時(shí)考慮固結(jié)和傳熱）

一、初始條件類1）初始應(yīng)力場（含孔壓場）2）初始孔隙比3）初始飽和度4）初始溫度分布5）初始場變量 二、分析步類型 1）總應(yīng)力分析 2）有效應(yīng)力固結(jié)分析（飽和土、非飽和土） 3）熱-力-流耦合分析（同時(shí)考慮固結(jié)和傳熱） 4）動(dòng)力分析 需要注意ABAQUS

對于非引氣混凝土，水泥品種和用量對混凝土抗凍性有一定的影響，而對于引氣混凝土，這種影響不大。⑦混合材粉煤灰摻量在一定范圍內(nèi)，且強(qiáng)度和含氣量相同的條件下，摻與不摻粉煤灰的混凝土抗凍性基本相同。但當(dāng)粉煤灰摻量超過一定范圍時(shí)，會降低混凝土的抗凍性。硅粉摻量不超過10%時(shí)，混凝土的抗凍性有所提高，超過15%時(shí)抗凍性則會明顯降低。⑧養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑后的早期養(yǎng)護(hù)對混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度有明顯的影響。

水位的位置被用來確定是用非飽和密度還是飽和密度計(jì)算土的重量。單元中心點(diǎn)位于地下水位以上為非飽和密度，分配到模型中所有單元；單元中心點(diǎn)位于地下水位以下為飽和密度，分配到模型中所有單元。

這是由于水的存在，與過冷鹽凝膠接觸的異物部分由過飽和區(qū)變?yōu)楦凰?em>飽和區(qū)，無法誘導(dǎo)結(jié)晶。ii)只有凝膠接觸到異物的部分才會成核，然后晶體生長。結(jié)晶區(qū)的顏色比非結(jié)晶區(qū)的顏色淺。也就是說，在結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)之間有明顯的分界線，并且分界線隨著晶體的生長而向前移動(dòng)。因此，可以使用沾水剪刀將結(jié)晶區(qū)和非晶態(tài)區(qū)分開，而不會重新誘導(dǎo)成核，這意味著溶質(zhì)分子進(jìn)入晶體表面的路徑中斷，從而中止了晶體的生長。