论文摘要
自20世纪以来,滑坡灾害,’尤其是大型、巨型滑坡灾害发生频率越来越高,所造成危害也越来越大,而此类滑坡研究中地下水渗流对滑坡稳定性影响和滑坡排水措施对滑坡的渗流场、应力场的影响是一个重要课题。本文从非饱和土体的渗流特性研究出发,介绍了前人在非饱和-饱和土渗流方面的研究成果,采用ABAQUS有限元软件对不同规模理想土质边坡的降雨入渗数值模型和南昆铁路八渡滑坡的降雨与排水工程效应开展数值模拟分析,从渗流场、应力场、位移场以及滑坡的稳定系数等几个方面分析了坡体在四种排水隧洞方案下的工程效应。通过研究,获得的主要研究成果如下：（1）从理想边坡降雨入渗的计算可以看出,在降雨入渗影响范围内,孔压有一个明显的增加,而在离降雨入渗面较远处,孔压增加幅度要相对较小；边坡规模越大,坡体的最大负孔隙水压力越大,对应的土体基质吸力越大,这主要是由于ABAQUS计算假定孔压随地下水位面距离线性变化；边坡降雨72小时后的水平位移云图总体呈弧形从斜坡表面向坡体内部逐渐降低,随着坡体规模的变大,坡体的水平位移也逐渐相对较大；随着边坡规模的增大,坡体各点的主应力逐渐增大,其中最大主应力越靠近坡面越平行于坡面方向,越往坡内越接近竖直方向,而且基本上以压应力为主,坡体的水平向有效应力和竖向有效应力均随着坡体规模增大而增大,均以压应力为主。（2）八渡滑坡的降雨入渗计算结果表明,降雨后坡体中饱和区逐渐增大,在整个坡体基覆界面处形成了较大的饱和区,坡体的基质吸力逐渐减小；自重作用下坡体水平位移主要集中在主滑坡的后部,位移最大值为4.5mm,降雨30天后,坡体水平位移明显增大,主要集中在主滑坡后部和次级滑坡的前缘,次级滑坡的最大位移达到395mm,主滑坡最大位移为49mmm；八渡滑坡次级滑坡和主滑坡前缘坡表处的最大主应力为平行坡表的压应力,且应力较为集中,因此主滑坡和次级滑坡前缘为滑坡较易变形的部位；降雨30天后八渡滑坡的水平向有效应力在主滑坡、次级滑坡前缘基本以拉应力为主,其它位置基本以压应力为主,竖向有效应力基本以压应力为主,坡表有少数拉应力区。（3）从降雨入渗和不同排水方案的孔压云图、位移云图和应力云图可知,设置排水措施后,八渡滑坡的排水效果十分明显,坡体中大部分地下水被排出,坡体位移从380mm减少至190～300mm不等,变形趋势逐渐减缓,坡表土体的有效应力逐渐增大。（4）八渡滑坡位移受降雨影响十分明显,且反应灵敏,即降雨发生后,滑八渡坡位移量增加,降雨5天后滑坡体加剧蠕动变形；从孔压计算结果看,排水方案二、方案三以及方案一、方案四计算得到的各处孔压大小及孔压随深度曲线比较接近,且方案二、方案三得到的孔压要明显大于方案一、方案四,由此可见,方案一、方案四的排水效果较方案二、方案三要好；降雨30天后,滑坡体明显比无排水隧洞工况下的变形位移要小,且主滑坡变形量要明显小于次级滑坡,且通过各排水方案下滑坡位移大小对比可知,方案四排水效果最佳,但方案一与方案四变形相差仍然较小（主滑坡相差2mm,次级滑坡相差10mm）,因此从孔压、位移计算结果以及工程造价、施工难度的角度考虑,方案一是最好的方案。（5） ABAQUS对四个方案的坡体稳定性计算结果表明,方案一到方案四的坡体稳定性Fs分别为1.06、0.99、0.95和1.09,说明了方案四和方案一的排水效果较为显著。从强度折减过程中坡体的塑性区发展可以看出,次级滑坡较主滑坡更早形成塑性贯通区,即在次级滑坡在滑坡失稳过程中先于主滑坡而滑移。这与实际滑坡的变形破坏是一致的。