Page 67 - 2024年第55卷第1期

度 Ｒ：
＋ ｋ
１ ｎ Δ ｍｉｎ Δ ｍａｘ
Ｒ ＝ ∑ ｒ，其中 ｒ＝ （５）
ｉｊ
ｉｊ
＋ ｋ
ｎ ｉ ＝１ Δ ｉｊ Δ ｍａｘ
为差异序列矩阵中的最大、最小值。灰色关联度的取值
式中：ｋ为分辨系数，一般取为 ０．５；Δ ｍａｘ 、Δ ｍｉｎ
范围在 ０～１之间，越接近 １，说明该影响因素对岸坡稳定安全系数的影响越大，即岸坡对该因素越敏感。
３ 计算模型

３．１ 岸坡模型及参数 以下荆江河段土质岸坡为研究背景，岸坡为自然沉积的二元结构 ［１７］ ：上部土
层为黏性土层，由粉质黏土或粉土、壤土组成；下部土层以中细砂为主，属于非黏性土。
如图 １（ａ）所示，参考监利（二站）２０１９年实测大断面数据，素土岸坡坡顶高程为 ３５．００ｍ（黄海高
程，下同），坡顶宽度为 ３０．００ｍ，坡脚高程为 １５．００ｍ，坡脚到模型左边界的距离为 ３２．５０ｍ；土层交
界面水平分布，高程 １５．００ｍ以上为黏性土，以下为砂性土；岸坡在高程 ２０．００ｍ处出现坡度陡变，
上部坡度为 １∶２．５，下部垂直于河床。岸坡模型网格取全局单元大概尺寸为 ２．０ｍ，共包含 ７３１个节点
及 ６６８个单元。植被岸坡模型如图 １（ｂ），采用香根草—高羊茅组合的植物护坡型式，坡顶种植香根
草，坡面种植高羊茅，保证在不妨碍行洪的前提下稳固岸坡。植被根系模拟采用土钉模型，成熟香根
草根系深度为 ３．００ｍ，由于香根草地面植株高可达 ２ｍ，植株主干上生长有 ０．５～１．５ｍ长的中空侧
茎 ［１８］ ，故取植株间距为 １．００ｍ；高羊茅根系深度为 ０．５ｍ，由于高羊茅根土复合体几何形状近似为
Ｐｌａｔｅ型 ［１９］ ，考虑草本植被根系的重叠缠绕，故取植株间距为 ０．５ｍ ［２０］ 。种植区域最下端高程按监利
（二站） ２０１９年最低保证率水位取为 ２４．５０ｍ。土钉的抗拉、抗剪、抗拔等强度参数为香根草、高羊茅
根系的实际参数：香根草土钉抗拔强度为 ９．５ＭＰａ，抗拉强度为 １０．０ｋＮ，抗剪强度为 ５．０ｋＮ，抗拔、
抗拉、抗剪安全系数为 １．０；高羊茅土钉抗拔强度为 １．５ＭＰａ，抗拉强度为 １．８ｋＮ，抗剪强度为 ０．５ｋＮ，
抗拔、抗拉、抗剪安全系数为 １．０ ［２１］ 。
岸坡土体强度参数采用陈洁等 ［２２］ 总结的藕池口—城陵矶段岸坡平均参数，具有普遍性与代表性；
黏粒含量及中值粒径采用下荆江河岸平均值 ［２３］ ，如表 １所示。岸坡土体热力学参数采用段研 ［２４］ 的试验
结果，如表 ２所示。粉质黏土、细砂的土水曲线和渗透系数函数由 ＶａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ函数 ［２５］ 拟合得出。

图 １ 模型示意图
表 １ 岸坡土体强度参数

３
材料 饱和重度?（ｋＮ?ｍ ） 含水率?％ 孔隙比 黏聚力?ｋＰａ 内摩擦角?（°） 黏粒含量?％ 平均粒径?ｍｍ
黏性土 １８．６ ３２ ０．９２ ２１．９ １１ ２７．８ ０．０１４
砂性土 ２０．２ ２２ ０．５８ ０ ２８．８ ＜３．４ ０．１５０

表 ２ 岸坡土体热力学参数

材料 饱和渗透系数?（ｍ?ｓ） 饱和体积含水率?％ 热传导系数?（Ｗ?（ｍ·Ｋ）） 比热容?（ｋＪ?（ｋｇ·Ｋ））
黏性土 １０ － ５ ４０ １．６２ ４．２
砂性土 ０．００３ １０ １．２９ ３．５

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