Visual Slope 用于降雨工况下的边坡稳定性分析

2021-04-08 14:27:34 admin 19

降雨造成的滑坡经常发生并常会造成严重的生命和财产的损失。因此对于降雨造成的滑坡进行预判有强烈需求。在暴雨中当雨水落到坡面时,雨水将分成两部分,其中一部分将顺着坡度流向下坡,另一部分将渗入坡面。渗入坡面那部分雨水造成边坡浅层孔隙水压力变化,由此改变边坡稳定的安全系数。Visual Slope 为用户提供两种对降雨造成的滑坡进行评价的方法,下面将详细讲解这两种方法。

TRIGRSTRIGRS(Transient Rainfall Infiltration and Grid-based Regional Slope-stability analysis网格化瞬态降雨边坡稳定分析)是由美国地理测绘局开发的一款免费软件(https://www.usgs.gov/software/trigrs),用于对降雨造成的浅层滑坡进行实时分析。软件首先对降雨的流失量进行计算,然后利用渗流分析原理进行孔隙水压力变化的分析,并根据算得的孔隙压力对边坡稳定的安全系数进行重新评价。TRIGRS 的缺点是它是一个DOS操作系统的老式程序,其输入39文件需要大量的参数并且格式相当复杂,所以直接使用非常困难。Visual Slope将TRIGRS含入其中,从而大大简化了TRIGRS 的使用过程。材料参数除了用于一般边坡稳定分析所需的材料参数外,用TRIGRS时还需要给出所有土体的垂直渗透系数。

建模TRIGRS 分析的模型与普通边坡稳定分析的模型没有什么两样,只是因为TRIGRS 用于浅层滑坡的分析,用户需要在普通边坡稳定分析的模型中用限制线来定义分析深度,见下图:

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分析TRIGRS 分析的模型建立以后,在分析版面上TRIGRS键(见图23),TRIGRS的页面就会出现(图24)。在这个页面上,用户应该根据以下步骤来进行:限制线TRIGRS分析401.用两个水平坐标X1和X2来定义分析范围,定义的方法和普通边坡稳定分析类似。2.在列表中参照图25填入降雨历史,第一列为降雨历时时间,第二列为降雨强度,第三列为渗入率。3.给出分析的时间。在分析完毕后,孔隙水压力和边坡稳定分析的安全系数可以显示在(图26)和(图27)。TRIGRS的缺点是在一些情况下分析可能会不收敛。

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简化法除了TRIGRS之外, Visual Slope 也提供一种简化的方法来分析由于降雨造成的滑坡。简化法的机理和TRIGRS的机理基本相同。在TRIGRS中, 孔隙水压力是根据降雨历史及渗流理论计算而得。在得到孔隙水分布后,TRIGRS重新计算边坡稳定安全系数。但在很多情况下降雨历史数据不容易得到,简化法跳过孔隙水压力计算这一步,而由用户直接输入孔隙水压力并用此孔隙水压力来计算边坡稳定的安全系数。除了需要在坡面上加雨线外,简化法所需的材料参数及建模过程与普通边坡稳定分析的完全一样。图28是简化法的模型,坡面上的蓝线是雨线。

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要定义孔隙水压力和渗入深度,点击雨线,在线段编辑页面上选取雨线并在页面上方的相应空格中填入孔隙水压力和渗入深度如图29所示。在定义了孔隙水压力和渗入深度后,点击分析版面上的“降雨/渗流”键,边坡稳定分析页面(图19)就会出现。在分析之前,先确认“降雨/渗流”选项已被选择。其余步骤和普通边坡稳定分析相同,所以请参照边坡稳定分析章节。图30是分析结果。

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关于Visual Slope软件

Visual Slope是一款岩土工程设计软件,其界面友好、操作简单。它应用类似于AutoCAD那种简单的作图法,能够精准、详细的绘制模型。软件包含丰富的材料库,可以轻松选用工程材料并且也可以指定材料属性。Visual Slope作为一款多模块耦合集成的专业岩土工程设计分析软件,用户既可以使用其各单一功能,又可以组合使用其各功能以解决复杂的工程问题。

 

关于中仿

中仿是Visual Slope软件在中国地区的合作伙伴,主要负责Visual Slope软件在中国的技术支持以及推广,每年都会在全国各地举办多场Visual Slope软件技术培训。

自2007年以来,中仿科技先后为国内300多家岩土工程设计院、科研院所提供了技术服务,主要涉及的领域有:水利水电、公路、铁路、港湾、有色冶金、电力、机场建设、煤炭、石油化工、核工业、市政、轨道交通、文物保护、高校等科研院所。

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