降雨入渗对基坑开挖边坡稳定性影响分析林廷松1，郑俊清2，黄福明2，3，韩同春2(1．浙江大学建筑设计研究院，杭州310027；2．浙江大学岩土工程研究所，杭州310058；3.宁波市建筑设计研究院，宁波315012)摘要：针对降雨入渗引起基坑变形失稳问题。以某放坡开挖基坑为例，建立一个考虑水力渗透系数特征曲线、土-水特征曲线以及修正的Mohr-Coulomb破坏准则的非饱和土流固耦合有限元计算模型，进行雨水入渗下基坑开挖边坡渗流场和应力场耦合的数值模拟，得到降雨入渗过程的孔隙水压力场和含水率分布，在此基础上利用简化Bishop条分法进行边坡稳定安全系数计算。结果显示：降雨入渗对单一均质砂土边坡影响较大；上覆弱透水层能够有效减小降雨入渗对坡体表层及内部负孔隙水压力的影响，进而降低土体水平位移并提高边坡的稳定性。关键词：降雨入渗；非饱和土坡；耦合分析；安全系数中图分类号：TU560.4530文献标识码：AAnalysisontheinfluencesofrainfallinfiltrationsonstabilityofexcavationslopLINTingsong1，ZHENGJunqing2，HUANGFuming2,3，HANTongchun2(1．ArchitecturalDesignandResearchInstitute，ZhejiangUniversity，Hangzhou；310027，China；2．InstituteofGeotechnicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China；3.NingboInstituteofArchitecturalDesign,Ningbo315012,China)Abstract:Inordertosolvetheproblemofstabilityofexcavationslopunderrainfallinfiltration.Takingaslopeexcavationforexample,thispaperpresentsaflow-deformationcoupledfiniteelementanalysismodelofunsaturatedsoilwhichconsidershydraulicconductivitycurve,soil-watercharacteristiccurve,modifiedMohr-Coulombfailurecriterion.Thisanalysismodelisusedtoevaluatetheprocessofinfiltrationintoanunsaturatedslopeunderrainfallanditseffectonsoilslopebehavior,whichcanobtaintheprocessofrainfallinfiltrationmoisturedistributionofporewaterpressurefield.Basedonthis,theresultsofslopestabilitysafetyfactorcanbecalculatedbyusingthesimplifiedBishopmethod.Theresultsshowthat:therainfallinfiltrationhasagreatinfluenceonsinglehomogeneoussoilslope.Theoverlyingsemipermeablelayercaneffectivelyreducetheeffectsofrainfallinfiltrationonslopesurfaceandinternalofnegativeporewaterpressure,whichcanimprovethestabilityofthehomogenizingsoilslope.Keywords:rainfallinfiltration;unsaturatedsoilslopes;coupledanalysis;stabilityfactor1引言降雨引起边坡失稳的问题一直受到人们的关注。雨水入渗使土体负孔隙水压力下降，饱和度增加，强度下降。近年来许多学者对降雨入渗条件下边坡的稳定影响参数进行了大量的计算研究，得到了许多可贵的经验和成果[1][4]。陈善雄等[1][4]研究了降雨强度、持时、雨型、坡面保护层、土体渗透性等参数对边坡稳定性的影响；实测发现裂隙的存在对雨水入渗也有较大影响，只有降雨雨强大于一个临界值时才会有充足的降水通过裂隙渗入到斜坡深部，裂隙的影响才会表现出来，膨胀土渗透性越低越应注意裂隙的作用[2]；朱伟[6]研究设计了室内降雨入渗土柱试验,探讨了准确反映降雨入渗量的有限元计算方法；孙冬梅[6]考虑气相的影响下，建立水-气二相流模型，模拟了降雨入渗过程中水流入渗与土壤空气压力变化关系以及土层孔隙压力和含水率的变化过程这些研究工作无疑对于提高问题的认识产生积极的作用,但这些研究工作前提假设是认为土层或地层为单一介质体系。基坑开挖边坡为人工边坡，土体往往缺乏植被覆盖且表层受到一定的施工扰动，因此受降雨入渗影响较大。本文对此问题研究的思路是:不考虑空气压力、土骨架的体变以及温度和水中的溶质等影响因素,假定边坡为理想化平面应变问题进行求解,不考虑土体的各向异性,对复杂的降雨过程进行理想化处理,运用土壤水动力学的基本理论,求解给定降雨条件的边坡土体瞬态含水量的数值解,通过VanGenuchten模型[8]确定土体的水力渗透特性关系方程在此基础上，采用渗流场和应力场耦合的方法进行饱和-非饱和边...