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3.2 边界条件及初始条件
(1)边界条件。
①模型底面:不考虑渗流影响,设为不透水边界。
②模型左侧:为临水一侧,设为给定水头边界。由于模型为河道岸坡,因此边界水头设为河道水
位对应水头;水流无法淹没的范围按零流量边界处理,并同时附加土水气候条件。
③模型右侧:为背水一侧,设为给定水头边界。边界水头设为地下水位对应水头,默认初始地下
水位与河道水位相同,且地下水位的下降速率始终为 0.5m?d;地下水位以上部分按零流量边界处理。
④模型顶部:坡顶设为土水气候边界。
( 2)初始条件。设定为各计算工况初始时刻的稳态计算结果。
3.3 气候条件及植被条件 土水气候边界条件根据监利实际气象水文资料确定。监利太阳年辐射总量为
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435~460kJ?cm ;气温参考 2019年汛后 9月平均气温,日气温变化在 21~30℃之间;相对湿度取为多年
2
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平均相对湿度 76%;风速设为多年平均风速 2.2m?s;净辐射通量函数取峰值辐射通量为 10 J?(s·m ),
分布为正弦分布。植被叶面积指数 LAI取 3.0,植被覆盖度为 80%。
4 植被对岸坡稳定性影响分析
4.1 计算工况 根据监利(二站)实测水位资料,共设计 46个工况:其中素土岸坡命名为 b,植被岸坡
命名为 v;水位下降幅度命名为 M,水位下降速率命名为 R,初始水位命名为 I。各工况具体数据见表 3。
表 3 设计工况表
工况 M?m R?(m?d) I?m 工况 M?m R?(m?d) I?m 工况 M?m R?(m?d) I?m
Mb1、Mv1 1.5 Rb1 、Rv1 0.5 Ib1 、Iv1 28
Mb2、Mv2 3 Rb2、Rv2 1 Ib2、Iv2 29
Mb3 、Mv3 4.5 Rb3 、Rv3 1.5 Ib3 、Iv3 10 1 30
Mb4、Mv4 6 Rb4、Rv4 2 Ib4、Iv4 31
1 30
Mb5 、Mv5 7 Rb5 、Rv5 2.5 Ib5 、Iv5 32
10 30
Mb6 、Mv6 8 Rb6 、Rv6 3
Mb7 、Mv7 9 Rb7 、Rv7 3.5
Mb8 、Mv8 10 Rb8 、Rv8 4
Rb9 、Rv9 4.5
Rb10 、Rv10 5
4.2 计算结果 根据《滑坡防治工程勘察规范》(GB?T32864—2016),当岸坡稳定安全系数大于 1.15
时,岸坡处于稳定状态;当岸坡稳定安全系数介于 1.05~1.15时,岸坡处于基本稳定状态;当岸坡稳
定安全系数介于 1.0~1.05时,岸坡处于欠稳定状态;当岸坡稳定安全系数小于 1.0时,岸坡发生失稳
破坏。
4.2.1 水位下降幅度影响分析 图 2为有、无植被岸坡在不同水位下降幅度时坡内浸润线在计算时段
末的分布情况。随着河道水位的下降,浸润线的高度也不断降低。由于岸坡土壤的保水性,坡内浸润
线的下降相对于河道水位下降表现出明显的滞后效应,即坡内浸润线的下降速度小于河道水位的下降
速度,因此坡内浸润线的分布呈上凸型曲线。由图 2对比能看出,在植被蒸腾作用的调节下,有植被
岸坡坡内浸润线的分布更加均匀。图 3为有、无植被岸坡在不同水位下降幅度时的最小安全系数及其
滑移面,上部黏性土的滑移面呈弧形,下部砂性土的滑移面呈折线形,与土坡滑动规律相符。与素土
岸坡相比,有植被岸坡滑动面上端贯通面左移,坡顶香根草根系阻隔了滑移面的贯通,岸坡稳定性提
升。图 4为岸坡在有、无植被情况下稳定安全系数随水位下降幅度的变化趋势。在水位下降幅度小于
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