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基于降雨-坡顶荷载相互作用的土-岩混合边坡稳定性分析OA

Stability analysis of soil-rock mixture slopes based on rainfall-slope top loading interaction

中文摘要英文摘要

为揭示土-岩混合体(Soil-Rock Mixture,SRM)边坡在降雨与坡顶荷载耦合作用下的失稳机制,以湖南某路堑工程为依托,建立了SRM渗流-应力耦合模型,并在 Midas GTS NX 中实现了动态孔隙率-渗透系数迭代算法.采用强度折减法,通过分别模拟单一荷载、单一降雨及其叠加工况,系统分析了孔隙水压力、剪应力、剪应变与安全系数(Factor of Safety,Fs)的时空演化.结果表明:坡顶荷载导致阶脚与平台处剪切集中,使Fs由4.431降至 1.414;持续降雨在黏土-泥岩界面引起孔压累积,3 h内Fs下降至 2.275;二者叠加下孔压与剪切效应非线性增强,24 h时F降至0.947,塑性带贯通.结论提出,应优先在坡肩及二级坡脚-平台交界实施排水与加固,并将"Fs≤1.05-1.30 且关键部位位移持续增长"作为预警参考阈值,可为降雨活跃区SRM边坡的荷载管理与防灾设计提供量化依据.

To reveal the instability mechanisms of Soil-Rock Mixture(SRM)slopes under coupled rainfall and slope top loading,a SRM seepage stress coupling model was established based on a road cutting project in Hunan Province,and a dynamic porosity permeability coefficient iterative algorithm was implemented in Midas GTS NX.Using the shear-strength reduction method,single-loading,single-rainfall,and combined scenarios were simulated to track the spatiotemporal evolution of pore-water pressure(PWP),shear stress/strain,and the factor of safety(Fs).Results showed that crest loading caused shear concentration at the bench-toe-platform junction,reducing Fs from 4.431 to 1.414;continuous rainfall lead to PWP build-up along the clay-mudstone interface,dropping Fs 2.275 within 3 h;under combined conditions the two effects were nonlinearly amplified and decreased to 0.947 at 24 h,with a throughgoing plastic band.It is concluded that drainage and reinforcement should be prioritized at the slope shoulder and the second-bench toe-platform junction.An early-warning reference is suggested as Fs≤1.05-1.30 accompanied by a sustained increase in displacement at critical locations.These findings provide quantitative guidance for load management and disaster-mitigation design of SRM slopes in rainfall-prone regions.

封旭;刘用奇;吕文彤;徐凤;于磊

湖南交通工程学院 交通运输工程学院,湖南 衡阳,421009湖南交通工程学院 交通运输工程学院,湖南 衡阳,421009湖南交通工程学院 交通运输工程学院,湖南 衡阳,421009广东水利电力职业技术学院 自动化与信息技术学院,广东 广州,510925仲恺农业工程学院 城乡建设学院,广东 广州,510225||广东省岭南乡镇绿色建筑工业化工程技术研究中心,广东 广州,510225

交通工程

土-岩混合边坡边坡稳定性有限元分析渗流-应力耦合模型

Soil-Rock Mixture slopeslope stabilityfinite-element methodcoupled flow-stress model

《仲恺农业工程学院学报》 2026 (2)

43-52,10

湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(24B1001)、广东省住房和城乡建设厅科技创新计划项目(2023-K49-103119)、广东岭南乡村绿色建筑产业化工程技术研究中心项目(2023GLTG002)、广东省普通高校特色创新项目(2024KTSCX206)、仲恺农业工程学院质量工程项目(ZG2024031)、仲恺农业工程学院高等教育教学改革项目(JG2024033)、广东省大学生创新创业训练计划项目(S202511347100)、仲恺农业工程学院大学生创新创业训练计划项目(202511347132、202511347281).

10.3969/j.issn.1674-5663.2026.02.006

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