摘要: 在南方丘陵地区修筑高速公路时，受地形条件等因素的限制，不可避免会遇到一些填筑的高填方路堤，粗粒土在我国南方地区分布广泛，因此常常将粗粒土作为路堤填料。在南方多雨的情况下，随着降雨入渗量的不断累积，高路堤边坡很可能发生滑塌失稳，特别... 展开 在南方丘陵地区修筑高速公路时，受地形条件等因素的限制，不可避免会遇到一些填筑的高填方路堤，粗粒土在我国南方地区分布广泛，因此常常将粗粒土作为路堤填料。在南方多雨的情况下，随着降雨入渗量的不断累积，高路堤边坡很可能发生滑塌失稳，特别是修建上在一些天然斜坡上的路堤。因此，本文基于国家自然科学基金青年基金项目“极端降雨条件下粗粒土高路堤边坡暂态饱和区时空演变规律及致灾机理研究(51508042)"，开展了粗粒土路堤一维降雨入渗试验，通过有限元软件，建立了相对应的数值计算模型，展开了不同降雨条件下的粗粒土斜坡高路堤渗流特征及稳定性等相关研究。研究结论主要如下: (1)采用粗粒土路堤一维降雨入渗装置，开展了不同颗粒级配以及不同降雨强度下的粗粒土路堤一维降雨入渗模型试验，试验结果表明:各特征点体积含水率的变化规律可以归纳为“升高-平稳-升高-平稳”与“升高-降低-平稳-升高-稳定”这两种情形;粗粒土土样的不均匀系数越小，土样的初始含水率越大，饱和时的含水率也越大，但排水结束后稳定的含水率越小;粗粒土土样的不均匀系数越大，初始基质吸力就越大，土样基质吸力变为0的时间就越短。 (2)通过有限元软件建立相应的粗粒土路堤一维降雨入渗计算模型，模拟相同条件下的粗粒土路堤一维降雨入渗试验，得到的体积含水率的变化规律与室内模型试验得到的变化规律基本一致，验证了数值模拟结果的可靠性。 (3)不同降雨条件下的粗粒土斜坡高路堤渗流特性数值分析结果表明:降雨开始时，暂态饱和区首先出现在路堤的坡角处，随着降雨时间的推移，暂态饱和区逐渐向边坡内部扩张，且扩张形状呈‘J’字型;当降雨时间一定时，降雨强度越大，雨水对边坡土体孔隙水压力变化影响的深度就越大;在降雨条件下，粗粒土斜坡路堤土体的孔隙水压力由内部向外部逐渐增大，随着斜坡倾角的增大，边坡坡脚处出现的饱和区范围也越大。 (4)不同降雨条件下的粗粒土斜坡高路堤稳定性数值分析结果表明:降雨强度越大，降雨对粗粒土斜坡高路堤的稳定性影响越大;在相同降雨条件下，基岩倾角越大，粗粒土斜坡高路堤的初始边坡安全系数越小，降雨对边坡安全系数变化的影响就越小;当饱和渗透系数大于降雨强度时，边坡安全系数随降雨的进行均匀降低;当饱和渗透系数小于降雨强度时，雨水的渗入量不由降雨强度控制，短时间内降雨很难对边坡稳定性产生实质性的影响。 收起