降雨條件下成層土質(zhì)邊坡的滲流特征

馬吉倩，付宏淵，王桂堯，曾鈴，史振寧

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降雨條件下成層土質(zhì)邊坡的滲流特征

馬吉倩1, 2，付宏淵1，王桂堯3，曾鈴3，史振寧1

(1. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410014；2. 湖南省高速公路管理局，湖南 長(zhǎng)沙，410016；3. 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410014)

以東南沿海地區(qū)廣泛分布的坡積土?強(qiáng)風(fēng)化巖成層邊坡為背景，基于飽和?非飽和滲流理論，通過(guò)一維、二維成層邊坡有限元滲流計(jì)算，得到在不同降雨條件下坡積土層厚度對(duì)含水率、孔隙水壓力沿高程分布的影響規(guī)律，以及坡積土層厚度、邊坡坡比對(duì)二維邊坡不同截面的降雨入滲深度的影響。研究結(jié)果表明：降雨入滲深度與坡積土層厚度成正比，且坡積土厚度對(duì)含水率的影響程度與降雨強(qiáng)度有關(guān)；降雨強(qiáng)度與邊坡土層飽和滲透系數(shù)的關(guān)系決定孔隙水壓力的分布特征；坡積土層越厚，其各個(gè)截面的降雨入滲深度越大，而且邊坡坡比越大，其底部截面的降雨入滲深度越大，邊坡上部及中部截面受坡比影響較小；邊坡土層結(jié)構(gòu)對(duì)其在降雨作用下的含水率分布變化影響顯著。

邊坡工程；滲流特征；有限元分析；成層土質(zhì)邊坡；降雨入滲

我國(guó)東南沿海地區(qū)山地丘陵地貌分布較廣，存在大量表面覆蓋殘坡積土，中下部為強(qiáng)風(fēng)化巖層等組成的層狀斜坡[1]，在強(qiáng)降雨作用下，其穩(wěn)定性會(huì)明顯下降[2]。2013年8月，杭州—新安江—景德鎮(zhèn)高速公路太真隧道開化端洞口上覆邊坡在臺(tái)風(fēng)“譚美”帶來(lái)的暴雨作用下突然發(fā)生垮塌；2015年11月，浙江麗水某路塹邊坡也在降雨作用下發(fā)生滑坡災(zāi)害。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以上邊坡均為上覆殘坡積土，中下部為強(qiáng)風(fēng)化基巖的成層狀邊坡，可見此種邊坡受降雨影響極易失穩(wěn)，且具有一定的隱蔽性。因此，如何正確判斷此類邊坡在降雨作用下的穩(wěn)定性狀態(tài)是當(dāng)前巖土工程中的難點(diǎn)問(wèn)題。而確定此類邊坡在降雨入滲下的含水率以及孔隙水壓力分布則是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵所在[3?5]。一些研究者在對(duì)邊坡降雨入滲的研究中發(fā)現(xiàn)，成層土質(zhì)邊坡在降雨作用下的滲流特征具有其特殊性。如HUAT 等[6]使用室內(nèi)試驗(yàn)裝置驗(yàn)證了不同覆蓋層邊坡在降雨作用下土體基質(zhì)吸力的變化趨勢(shì)有所不同。而吳禮舟等[7]發(fā)現(xiàn)，與吸力變化相關(guān)的土的模量對(duì)成層土的孔隙水壓力分布有明顯影響。韓同春等[8]認(rèn)為濕潤(rùn)鋒到達(dá)接觸面時(shí)引起接觸面的孔隙水壓力上升是產(chǎn)生滑坡的主要原因。蔣中明等[9]對(duì)降雨條件下厚覆蓋層邊坡的滲流特性進(jìn)行了分析，認(rèn)為暫態(tài)飽和區(qū)受降雨強(qiáng)度以及降雨時(shí)間所控制。付宏淵等[10?11]認(rèn)為降雨入滲過(guò)程中邊坡表面所產(chǎn)生的暫態(tài)飽和區(qū)會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成明顯影響。左自波等[12?14]采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法研究了降雨入滲條件下邊坡內(nèi)部的滲流過(guò)程以及失穩(wěn)機(jī)理，取得了良好的效果。以上研究?jī)?nèi)容從各個(gè)角度闡述了成層土質(zhì)邊坡在降雨條件下的滲流特征與穩(wěn)定性變化規(guī)律，但對(duì)不同土層厚度條件下邊坡內(nèi)部含水率和孔隙水壓力分布的分析較少。為此，本文作者基于飽和?非飽和滲流理論，采用有限元計(jì)算方法對(duì)不同厚度分布的成層土質(zhì)邊坡在不同降雨強(qiáng)度作用下的滲流特征進(jìn)行分析，并對(duì)二維成層土質(zhì)邊坡、單一土質(zhì)邊坡和單一強(qiáng)風(fēng)化巖邊坡滲流過(guò)程進(jìn)行對(duì)比研究。

1 計(jì)算理論與方案擬定

采用二維有限元滲流理論進(jìn)行計(jì)算分析。根據(jù)達(dá)西定律以及質(zhì)量守恒原理所推導(dǎo)出的非飽和瞬態(tài)滲流的控制方程為[15]

式中：和分別代表水平、豎直方向；m為基質(zhì)吸力水頭；(m)為非飽和土滲透系數(shù)函數(shù)；(m)為比水容量，即土水特征曲線的斜率；為時(shí)間。

根據(jù)FREDLUND等[16]的研究結(jié)果，當(dāng)土體處于非飽和狀態(tài)時(shí)，基質(zhì)吸力以及滲透系數(shù)隨著含水率的變化而變化。GENUCHTEN[17]的研究結(jié)果表明，基質(zhì)吸力與含水率的變化規(guī)律為

而基質(zhì)吸力與滲透系數(shù)的變化規(guī)律為[18]

式中：w為含水率；s為飽和含水率；r為殘余含水率；s為飽和滲透系數(shù)，m/s；，和為曲線擬合參數(shù)；=1/(1-)；為基質(zhì)吸力，kPa。

詹良通等[1]通過(guò)大量研究得到了東南沿海地區(qū)成層邊坡的土質(zhì)分布與特性，主要構(gòu)造自上而下依次為坡積土、強(qiáng)風(fēng)化巖以及下層基巖，各層產(chǎn)狀基本一致，可認(rèn)為各層的孔隙分布狀態(tài)以及滲透系數(shù)等均為各向同性。本文所用土體參數(shù)如表1所示。分別采用式(2)和(3)擬合土水特征曲線以及滲透系數(shù)函數(shù)，分別如圖1和圖2所示。其中非飽和參數(shù)的取值如表1所示。

設(shè)定一維模型高為8 m，寬為2 m，由坡積土與強(qiáng)風(fēng)化巖所組成，其中上層坡積土層厚度為1~4 m，下層強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度對(duì)應(yīng)為4~7 m，如圖3所示；各層具體厚度如表2所示。模型表面為單位流量邊界，左右兩側(cè)與底部為不透水邊界。根據(jù)李鶴[19]的研究成果，初始狀態(tài)下土體孔隙水壓力呈線性分布，因此，設(shè)定一維土體表面初始孔隙水壓力為?80 kPa，模型底部地下水位線處孔隙水壓力為0 kPa，沿高程呈線性分布，如圖3所示。有限元計(jì)算采用Newton迭代算法，綜合考慮模型的計(jì)算精度和計(jì)算效率，設(shè)定最大迭代步數(shù)為100次，相鄰迭代計(jì)算步之間的相對(duì)誤差小于1%即為收斂。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，各計(jì)算方案均在規(guī)定的計(jì)算步數(shù)內(nèi)達(dá)到收斂。

表1 各土層土質(zhì)參數(shù)

1—坡積土；2—強(qiáng)風(fēng)化巖。

1—坡積土；2—強(qiáng)風(fēng)化巖。

在多層土滲流研究方面，韓同春等[8]認(rèn)為降雨強(qiáng)度與表層土的滲透系數(shù)的關(guān)系會(huì)對(duì)邊坡滲流狀態(tài)產(chǎn)生一定的影響，但其并沒有詳細(xì)分析降雨強(qiáng)度與不同土層各自飽和滲透系數(shù)關(guān)系以及坡積土層厚度對(duì)土體滲流特征的影響。為詳細(xì)探究此問(wèn)題，設(shè)定3種降雨強(qiáng)度，其中強(qiáng)降雨所對(duì)應(yīng)的降雨強(qiáng)度大于坡積土層的飽和滲透系數(shù)，弱降雨所對(duì)應(yīng)的降雨強(qiáng)度小于強(qiáng)風(fēng)化巖層的飽和滲透系數(shù)(降雨強(qiáng)度與滲透系數(shù)量綱相同，可進(jìn)行比較)，而中降雨強(qiáng)度介于這兩者之間。圖4所示為不同降雨強(qiáng)度與不同土質(zhì)滲透系數(shù)之間的關(guān)系示意圖。

從CUOMO等[20]對(duì)各地區(qū)降雨時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，降雨時(shí)間多集中于20~50 h，最大可達(dá)到100 h左右。為體現(xiàn)極端降雨對(duì)邊坡滲流特征的影響，降雨總時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為96 h。根據(jù)以上土層厚度分布特點(diǎn)、降雨強(qiáng)度以及降雨時(shí)間，設(shè)定一維模型計(jì)算方案如表2所示。

(a) 一維計(jì)算；(b) 模型初始孔隙水壓力分布

圖4 降雨強(qiáng)度與各土層飽和滲透系數(shù)關(guān)系

表2 一維計(jì)算分析方案

2 一維模型計(jì)算結(jié)果分析

圖5(a)所示為在弱降雨?duì)顟B(tài)入滲96 h后，不同坡積土厚度條件下的土體含水率沿高程分布狀態(tài)。從圖5(a)可以看出：由于降雨強(qiáng)度較小，降雨入滲深度之上的土層均處于非飽和狀態(tài)，而且降雨入滲深度在坡積土厚度達(dá)到2 m后不再隨坡積土厚度的增加而增加，并且強(qiáng)風(fēng)化層沒有受降雨的影響。需注意的是：當(dāng)坡積土厚度為1 m時(shí)，土體表面含水率為0.37左右；而當(dāng)坡積土厚度逐漸增加后，其表面含水率開始下降至一個(gè)定值。分析此時(shí)降雨強(qiáng)度與土體滲透系數(shù)曲線不難發(fā)現(xiàn)，此時(shí)表層土體含水率所趨近的這一定值與該降雨強(qiáng)度等值的滲透系數(shù)所對(duì)應(yīng)的含水率相等，在此，可以稱其為等降雨強(qiáng)度含水率。在圖5(b)所示的中降雨條件下，當(dāng)坡積土層厚度為1 m時(shí)，降雨96 h后坡積土層為飽和狀態(tài)；而隨著坡積土層厚度增加，其表層含水率最終趨于等降雨強(qiáng)度含水率，且坡積土層內(nèi)部呈現(xiàn)非飽和狀態(tài)，強(qiáng)風(fēng)化巖區(qū)域則始終處于飽和狀態(tài)。從圖5(c)可以看出：在強(qiáng)降雨條件下，隨著坡積土層厚度增加，坡積土層、強(qiáng)風(fēng)化巖層的飽和區(qū)深度均相應(yīng)增加，同時(shí)，降雨入滲深度也不斷增加，降雨入滲深度之上均為飽和狀態(tài)。而且在坡積土層厚度變化過(guò)程中，坡積土層表面始終保持飽和狀態(tài)不變。

(a) 弱降雨(5×10?7 m/s)；(b) 中降雨(2×10?6 m/s)；(c) 強(qiáng)降雨(2×10?5 m/s)

產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因在于：當(dāng)降雨強(qiáng)度均小于2種土層的飽和滲透系數(shù)時(shí)，由于相同時(shí)間內(nèi)的總降雨量較小，因此，降雨入滲深度僅為2.4 m，各層土體均未達(dá)到飽和狀態(tài)；當(dāng)降雨強(qiáng)度小于坡積土滲透系數(shù)大于強(qiáng)風(fēng)化巖層的飽和滲透系數(shù)時(shí)，若坡積土表面的含水率達(dá)到等降雨強(qiáng)度含水率，則此時(shí)雨水入滲速度大于補(bǔ)給速度，導(dǎo)致土體難以達(dá)到飽和；但當(dāng)雨水從坡積土層滲出，到達(dá)2種土層的界面時(shí)，由于強(qiáng)風(fēng)化巖層的飽和滲透系數(shù)較小，雨水補(bǔ)給速度大于入滲速度，導(dǎo)致其始終處于飽和狀態(tài)。當(dāng)降雨強(qiáng)度大于2種土層的飽和滲透系數(shù)時(shí)，表層的降雨補(bǔ)給速度遠(yuǎn)大于雨水入滲速度，因此，各個(gè)土層均可以得到有效降雨補(bǔ)給，迅速達(dá)到飽和狀態(tài)。

圖6所示為不同工況下降雨96 h后降雨入滲深度與坡積土層厚度關(guān)系。從圖6可以看出：在強(qiáng)降雨條件下，入滲深度隨著坡積土層厚度的增加而呈明顯的線性增加；在中降雨條件下，雨水入滲深度仍隨著坡積土厚度的增加而增加，但增長(zhǎng)速率比強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)時(shí)的小；而在弱降雨條件下，當(dāng)坡積土厚度在1~3 m范圍內(nèi)時(shí)，降雨入滲深度隨著土層厚度的增加而緩慢增加，但是當(dāng)土層厚度超過(guò)3 m后，降雨入滲深度則基本保持不變。從以上分析可以看出：降雨強(qiáng)度越大，坡積土厚度對(duì)降雨入滲深度的影響越大。

1—強(qiáng)降雨；2—中降雨；3—弱降雨。

由于在弱降雨?duì)顟B(tài)下降雨入滲深度較淺，對(duì)土體孔隙水壓力變化的影響較小，因此，僅分析中等以及強(qiáng)降雨強(qiáng)度下的孔隙水壓力變化規(guī)律。不同降雨強(qiáng)度下孔隙水壓力分布見圖7。據(jù)圖7(a)，對(duì)于強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)而言，土體由上至下的孔隙水壓力分布呈現(xiàn)如下規(guī)律：表面孔隙水壓力保持為0 kPa，孔隙水壓力最大值出現(xiàn)在兩層土的交界處；且隨著土體深度的增加而逐漸增加，在強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)，隨著土體深度的增加，孔隙水壓力逐漸減小，當(dāng)土體深度達(dá)到降雨入滲深度處時(shí)，孔隙水壓力達(dá)到最??；對(duì)于不同坡積土厚度而言，土層交界處的最大孔隙水壓力以及強(qiáng)風(fēng)化巖中的最小孔隙水壓力均隨著坡積土厚度的增加而增加；而在中等降雨作用下，降雨96 h后，只有坡積土厚為1 m狀態(tài)下的土體表層孔隙水壓力為0 kPa，其余工況下均小于0 kPa。并且對(duì)于不同坡積土厚度而言，最大孔隙水壓力隨著坡積土的增加而減小，最小孔隙水壓力隨著坡積土厚度的增加而增加。

(a) 強(qiáng)降雨(2×10?5 m/s)；(b) 中降雨(2×10?6 m/s)

最大、最小孔隙水壓力與坡積土厚度關(guān)系見圖8。從圖8可看出2種不同降雨強(qiáng)度下的最大、最小孔隙水壓力的變化趨勢(shì)。在強(qiáng)降雨條件下，土體內(nèi)部最大、最小孔隙水壓力均隨著坡積土層厚度的增加而呈線性增加，但當(dāng)土體處于中降雨?duì)顟B(tài)下時(shí)，最大孔隙水壓力則隨著坡積土層厚度的增加而減小。從圖8還可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)坡積土層厚度為1 m時(shí)，不同降雨強(qiáng)度下的孔隙水壓力最大值和最小值基本相同，但隨著坡積土厚度增加，2種降雨條件下的最大、最小孔隙水壓力產(chǎn)生了明顯差別。因此，可以認(rèn)為對(duì)于層狀邊坡而言，坡積土層厚度會(huì)明顯影響邊坡內(nèi)部孔隙水壓力分布狀態(tài)。

圖8 最大、最小孔隙水壓力與坡積土厚度關(guān)系

3 二維模型計(jì)算結(jié)果分析

為考慮坡比對(duì)成層土質(zhì)邊坡的含水率以及孔隙水壓力分布的影響，建立二維邊坡模型，如圖9所示，模型寬為20 m，高為8 m，共設(shè)定1:1，1:2和1:3共3種坡比方案。邊坡底部以及兩側(cè)均設(shè)定為不透水邊界。土層厚度設(shè)定以及初始孔隙水壓力分布與一維模型設(shè)定相同，邊坡底部為地下水位線，孔隙水壓力為0 kPa，邊坡表面為初始孔壓為?80 kPa。在邊坡上、中、下3個(gè)位置分別設(shè)置上部、中部以及底部監(jiān)測(cè)截面，具體計(jì)算方案如表3所示。

以工況2-2和2-4為例，分析邊坡坡比對(duì)二維邊坡不同截面的降雨入滲深度的影響。邊坡坡比與降雨入滲深度關(guān)系見圖10。從圖10可以看出：在降雨96 h后，在坡比為1:3狀態(tài)下，不同截面的降雨入滲深度相差不大，邊坡底部截面的降雨入滲深度比邊坡中部以及上部截面的高；而隨著坡比增加，邊坡底面的降雨入滲深度增加較快，邊坡中部截面的變化幅度較小，而邊坡上部基本不受坡比影響。對(duì)比不同坡積土層厚度的工況可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)坡積土層為4 m時(shí)，其各個(gè)截面的降雨入滲深度均大于坡積土為2 m時(shí)的入滲深度，可知邊坡底部截面的降雨入滲深度受邊坡坡比影響最明顯，而且同等條件下坡積土層越厚，降雨入滲深度越大。

圖9 二維邊坡模型

表3 二維模型計(jì)算方案

注：降雨強(qiáng)度為中降雨(2×10?6 m/s)。

圖10 邊坡坡比與降雨入滲深度關(guān)系

由以上分析可知邊坡底部截面的降雨入滲深度受坡比變化影響最大，因此，有必要對(duì)坡腳處的降雨入滲深度進(jìn)行更詳細(xì)分析。邊坡底部截面降雨入滲深度隨降雨時(shí)間的變化如圖11所示。從圖11可見：邊坡坡腳處的降雨入滲深度隨著降雨時(shí)間的推移而不斷增加；當(dāng)坡比為1:1時(shí)，邊坡坡腳處的降雨入滲深度增加速度最快；隨著坡比變小，增加速度也逐漸減小；對(duì)于不同坡積土層厚度，在降雨全過(guò)程中，坡積土厚度為3 m時(shí)底部截面的降雨入滲深度均大于坡積土厚度為1 m時(shí)的入滲深度。

為進(jìn)一步說(shuō)明成層土質(zhì)邊坡與單一坡積土、單一強(qiáng)風(fēng)化巖層邊坡在降雨作用下的滲流特征，以中降雨強(qiáng)度條件下，坡比1:2為例進(jìn)行分析。不同組成形式的邊坡在中降雨條件下的降雨入滲過(guò)程見圖12。由圖12(a)可知：當(dāng)邊坡完全由飽和滲透系數(shù)較小的強(qiáng)風(fēng)化巖組成時(shí)，邊坡首先由表面開始浸潤(rùn)；隨著降雨時(shí)間增加，飽和區(qū)面積從表面向下不斷增大，且飽和區(qū)深度即為降雨入滲深度；而當(dāng)邊坡完全由滲透系數(shù)較大的坡積土組成時(shí)(如圖12(b)所示)，降雨開始后，邊坡內(nèi)部沒有飽和區(qū)生成，雨水快速下滲導(dǎo)致地下水位明顯上升；當(dāng)降雨至32 h后，坡腳處地下水位明顯升高，邊坡中部地下水位則沒有明顯變化，邊坡上部地下水位在重力作用下則略有下降；當(dāng)降雨持續(xù)至60 h后，地下水位上升至4 m左右，明顯比其他種類邊坡的高；當(dāng)邊坡由表面2 m坡積土層，底部為強(qiáng)風(fēng)化巖層組成時(shí)，滲流特征與前2種工況有較大差別，如圖12(c)所示。邊坡表面并未生成飽和區(qū)，雨水也未直接下滲至地下水位處，而是在邊坡底部截面2種土層交界處首先形成飽和區(qū)。當(dāng)降雨達(dá)到96 h后，飽和區(qū)逐漸擴(kuò)展至邊坡中部及上部。

圖11 邊坡底部截面降雨入滲深度隨降雨時(shí)間的變化

(a) 強(qiáng)風(fēng)化巖邊坡；(b) 坡積土邊坡；(c) 坡積土?強(qiáng)風(fēng)化巖成層邊坡

4 結(jié)論

1) 對(duì)于成層邊坡，當(dāng)降雨強(qiáng)度大于2種土層的飽和滲透系數(shù)時(shí)，在邊坡降雨入滲深度范圍內(nèi)均呈飽和狀態(tài)；當(dāng)降雨強(qiáng)度小于坡積土的飽和滲透系數(shù)且大于強(qiáng)風(fēng)化巖的飽和滲透系數(shù)時(shí)，隨著坡積土厚度增加，坡積土表面從飽和含水率降至等降雨強(qiáng)度含水率，而強(qiáng)風(fēng)化巖表面直至降雨入滲深度處均為飽和狀態(tài)；當(dāng)降雨強(qiáng)度均小于2種土層的飽和滲透系數(shù)時(shí)，坡積土表面含水率為等降雨強(qiáng)度含水率，且降雨難以入滲至強(qiáng)風(fēng)化巖巖層內(nèi)部。

2) 坡積土厚度對(duì)降雨條件下邊坡內(nèi)部孔隙水壓力分布有明顯影響。當(dāng)降雨強(qiáng)度大于坡積土飽和滲透系數(shù)時(shí)，土體內(nèi)部孔隙水壓力最大、最小值與坡積土厚度成正比；而當(dāng)降雨強(qiáng)度小于坡積土飽和滲透系數(shù)且大于強(qiáng)風(fēng)化巖飽和滲透系數(shù)時(shí)，孔隙水壓力最大值與坡積土厚度成反比，最小值與坡積土厚度成正比。

3) 二維邊坡的坡積土層越厚，各個(gè)截面的降雨入滲深度越大。同時(shí)，邊坡坡比越大，其底部截面的降雨入滲深度越大，邊坡上部及中部截面受坡比影響 較小。

4) 強(qiáng)風(fēng)化巖邊坡的入滲特點(diǎn)為：邊坡表面首先形成飽和區(qū)，隨后逐漸向下擴(kuò)展；全部由坡積土組成的邊坡在降雨作用下地下水位直接升高。而坡積土?強(qiáng)風(fēng)化巖成層邊坡的入滲特點(diǎn)是在2層土的分界處形成飽和區(qū)。

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(編輯 陳燦華)

Seepage characteristics of layered soil slope under rainfall conditions

MA Jiqian1, 2, FU Hongyuan1, WANG Guiyao3, ZENG Ling3, SHI Zhenning1

(1. School of Traffic and Transportation Engineering,Changsha University of Science & Technology, Changsha 410014, China;2. Highway Administration Bureau of Hunan Province, Changsha 410016, China; 3. School of Civil Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410014, China)

Based on the extensive distribution of colluvial soil–strong weathered rock slope in the southeast coastal area, and with the saturated unsaturated seepage theory and the finite element seepage calculation of 1-D and 2-D model, the impact of the thickness of residual soil on the distribution of moisture content and pore water pressure under different rainfall conditions were obtained, and the influence of slope thickness and slope ratio on the rainfall infiltration depth of different sections of the 2-D slope model was studied. The results show that the depth of rainfall infiltration is proportional to the thickness of the soil layer of the slope, and the influence degree of slope soil thickness on water content is related to the intensity of rainfall. The relationship between the rainfall intensity and the saturated permeability coefficient of the soil slope determines the distribution characteristics of the pore water pressure; thicker soil layer causes the greater depth of rainfall infiltration in each section of the slope, and the bigger slope ratio leads to the bigger rainfall infiltration depth of the bottom section. The upper section of the slope and the middle section of the slope are less affected by the slope ratio. The soil structure of slope has significant influence on the distribution of water content under rainfall.

slope engineering; seepage characteristic; finite element analysis; layered soil slope; rainfall infiltration

10.11817/j.issn.1672?7207.2018.02.027

TU457

A

1672?7207(2018)02?0464?08

2017?03?12；

2017?05?16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51508040，51678074，51578082，51578079) ; 湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016SK2023); 湖南省教育廳優(yōu)秀青年基金資助項(xiàng)目(17B013) (Projects(51508040,51678074,51578082,51578079) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2016SK2023) supported by Key Research and Development Plan of Hunan Province; Project(17B013) supported by the Outstanding Youth Foundation of Education Department of Hunan Province)

曾鈴，博士，從事邊坡、路基穩(wěn)定性等研究；E-mail：zlbingqing3@126.com