降雨影响边坡稳定性数值模拟研究

降雨影响边坡稳定性数值模拟研究◊陕西铁路工程职业技术学院吴培元马玉真■----------------------
对易失稳黄土边坡进行数值模拟时，考虑引起滑坡的因素就不得不考虑降雨的影响，地表降水会侵蚀黄土边坡，入渗严重，并且黄土吸水后，强度显著降低，以白塔山地区边坡为例，进行降雨状态下边坡三维数值模拟分析，降雨后边坡的水平位移和竖向位移显著增大，变形区域增加，边坡失稳，逐渐发展成滑坡灾害。

长期降雨对黄土边坡稳定性影响严重，黄土具有较高湿陷性，降水集中地区易发生滑坡灾害，我国黄土分布广泛，随着 我国基建的不断发展，黄土边坡引起人们重视，研究者们取得了很多研究成果，田佳等血研究了降雨对云杉林边坡的影响，朱志勤等呦研究了降雨对于路堤边坡渗流的影响,孙萍等网进行了降雨条件下黄土边坡的现场试验。

本文以兰州白塔山地区黄土边坡为例，进行有限元分析，建立实体边坡模型，还原真实边坡土层，模拟降雨对于边坡稳定性的影响，从水平位移、竖向位移和边坡稳定系数三个方面的变形进行分析，以期为类似工程依据。

1黄土边坡有限元模型
1.1边坡模型
以兰州碑林区边坡滑坡的治理为例，从该地区选取易失稳边坡进行有限元分析，由上至下地层参数为人工填土弹性模量4.2MPa、内摩擦角27。

、粘聚力39kPa,夹层弹性模量5MPa、内摩擦角10°、粘聚力12.5kPa,马兰黄土弹性模量8MPa、内摩擦角19。

、粘聚力23 kPa,黄土状沙黏土弹性模量40MPa、内摩擦角10。

、粘聚力27kPa,粉细砂及砾卵石层弹性模量80MPa、粘聚力25 kPa。

边坡长64 m,坡高41m,边坡宽17m,坡脚位置处有30 m的公路平台。

具体边坡模型尺寸见图1。

1.2降雨模式
黄土具有较强的湿陷性，黄土边坡滑坡灾害成因，与降雨是分不开的，白塔山地区虽然较干燥，但是降雨比较集中，黄土边坡在降雨作用下易产生滑坡，需进行降雨状态下边坡的有限元分析。

根据当地气象资料和前人经验进行降雨模拟，主要是针对降雨的时间和强度。

分多次进行降雨，强度和持续时间不尽相同，以期贴合实际降雨过程，前期持续时间比后期要长，间隔时间比后期要短，降雨强度控制在0.3mm/min~1.5 mm/min范围内。

2黄土边坡有限元分析
2.1未降雨时边坡有限元分析
有限元软件采用的是FLAC3D有限元分析软件，未降雨时边坡的水平位移和竖向位移云图见图2。

图2未阵雨边坡住移云■图
由图2可知，水平位移最大值发生在接近坡脚位置处，其值为68毫米，最大竖向位移值为115毫米，发生在坡顶位置，竖向位移较大，另外边坡的稳定系数为1.04,属于欠稳定状态，边坡处于缓慢变形中，不加整治会发展成为滑坡灾害，造成严重损失。

由位移云图可知，此时边坡具有滑坡趋势的土层集中在人工填土层，这是由于人工填土属于黄土，结构疏松，填筑时压实度不够，且人工填土时未完全处理地面，原地面和人工填筑土层之间产生滑动。

2.2降雨状态下边坡有限元分析
模拟降雨过程进行有限元软件分析，水平位移和竖向位移云图见图3。

由图3可知，最大水平位移值为104mm,发（下转120页
）
学分。

(3)拓展课程。

通识拓展类课程包括道德类、艺术类、科技类、特色类课程；专业拓展课程包括汽车1+确训、二手车鉴定师资格考证培训、汽车维修工资格考证培训等；实践拓展课堂包括企业实习、技能比赛、社团活动、社会服务等(表1)。

2.4实践成效
(1)机制创新。

”多元协同、分类培养”的高职汽车专业人才培养模式具有创新性，多元协同育人机制有效解决传统校企合作方式的存在问题。

实施人才分类培养模式，可确保学校专业群建财接产业需求，实现产教深度融合。

(2)模式创新。

进行广泛的政府、行业、企业、职业院校等多元主体调研，遵循生源的多样性、个体差异性等要素，以学生专业知识、专业技能、职业素质的培养为出发点，构建“多元协同、分类培养”的汽车专业人才分类培养模式，构建与分类培养模式相配套的“平台+模块”课程体系，基于学情分析实施差异化的课程教学，因材施教，满足汽车业界不同类型、不同层次的专业人才需求。

(3)方法创新。

基于生源的多样化进行学情分析，制定分类人才培养方案，因材施教，根据教学策略采用分类教学方送,达到分类和分层育人的效果，培养适应产业发展需求的各类专业人才，解决产业链各环节不同类型的人才需求，推广技术应用以及发展，更好地服务社会。

3结语
本文研究和实践”多元协同、分类培养”人才培养模式，以政府、行业、企业、学校作为多元主体分类制订人才培养方案，综合考虑专业发展需要、分类人才培养目标、用人单位人才需求等要素；通过整合教育资源，精细化设计分类培养教学模式，重构汽车专业课程体系，开辟多样化培养路径，以满足汽车行业不同类型、不同层次的专业人才需求。

教学实践证明，该模式有效践行了校企双元育人机制的创新、人才培养模式创新以及方法创新，提升了人才培养质量，为职业院校进一步研究和实施分类培养的问题提供了有益的借鉴。

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基金项目：广东省高职教育汽车专业教学指导委员会课题"产教融合校企双元育人背景下的高职汽车专业现代学徒制人才培养模式研究与实践”(课题编号：QCJZW2019A02)。

作者简介：黎永键(1983-),男，广东农工商职业技术学院讲师，硕士研究生，研究方向：汽车检测与维修技术、职业教育。

通信作者：陈述官(1978-),男，广东农工商职业技术学院.副教授，硕士研究生，研究方向：汽车检测与维修技术、职业教育。

(上接126页)生在接近坡脚位置处，最大竖向位移值为142 mm,发生在坡顶位置，竖向位移的数值较大，计算得到边坡的稳定系数为0.95,属不稳定状态。

降雨对于边坡滑坡产生影响很大，水平方向变形增大了51%,竖向方向变形增大了23%,并且产生变形的区域显著增大，整个人工填土层都在发生变形，人工填筑黄土，湿陷性强，降雨后黄土的性能下降严重，边坡稳定性降低。

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图3降雨状态下边坡住移云图
3结论
(1)未降雨时边坡的稳定系数就较低，处于欠稳定状态,坡脚水平位移最大，坡顶竖向位移最大，结合地层资料分析,最上层填土为疏松黄土，易发生变形。

(2)降雨状态下，边坡失稳更加严重，属于不稳定状态，这与黄土湿陷性分不开的，水平位移增加很大，滑坡现象非常明显，且该地区降水集中，易产生滑坡灾害，需进行边坡防护，可采用抗滑桩治理。

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