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基于饱和渗透系数空间变异结构的斜坡渗流及失稳特征

DOI:10.3799/dqkx.2017.617

作者:张抒1, 唐辉明*1,2, 刘晓1, 谭钦文2, 夏侯云山1

作者地址:1. 中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉 430074;2. 中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉 430074

摘要: 

斜坡土体的饱和渗透系数Ks表现为具一定结构性的强变异性,为研究考虑渗透系数空间变异结构的斜坡渗流和失稳特征,本文基于条件模拟相关理论和非侵入式随机有限元的理论框架,提出了利用序贯高斯模拟方法进行斜坡参数条件随机场模拟并运用有限元方法进行斜坡渗流和稳定性分析的方法。针对理想边坡,对各向同性和几何各向异性的共7种空间变异结构的Ks各进行了200次条件随机场模拟,基于条件随机场模拟结果进行了有限元渗流和稳定性计算,对每种空间变异结构多次计算结果进行了统计分析。结果表明:(1)本文所提出的方法不仅再现了研究区域参数的空间二阶统计特性,通过设定变异函数参数进行不同空间变异类型、变异程度、变异定向性的随机场模拟,同时利用现场观测数据对随机场模拟结果进行条件限制,从而提高了随机场的赋值精度。(2Ks的空间变异结构对孔隙水压力的分布规律、地下水位线变化范围、稳定性系数和最危险滑动面分布特征均有一定程度的影响。本研究为库岸斜坡稳定性评价提供方法支撑。

关键字:空间变异结构;条件随机场;序贯高斯模拟;非侵入式随机有限元;饱和渗透系数

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