降雨条件下土坡三相流耦合模型验证与分析

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.10.017

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (10): 1453-1457.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.10.017

降雨条件下土坡三相流耦合模型验证与分析

王述红，杨天娇，刘欢，佟可蕙

(东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2017-09-11 修回日期:2017-09-11 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-09-28
通讯作者: 王述红
作者简介:王述红(1969-)，男，江苏泰州人，东北大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(U1602232，51474050)；地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室资助项目(SKLGP2014K011)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(LN2014006).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Verification and Analysis of Three-Phase Coupling Model for Soil Slope Under Rainfall Conditions

WANG Shu-hong， YANG Tian-jiao， LIU Huan， TONG Ke-hui

School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2017-09-11 Revised:2017-09-11 Online:2018-10-15 Published:2018-09-28
Contact: WANG Shu-hong
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摘要/Abstract

摘要： 基于非饱和土力学的基本理论，建立了考虑孔隙介质可压缩性的二维非饱和土坡固-液-气三相耦合控制方程，利用COMSOL multiphysics软件的PDE平台，将所建立的耦合控制方程的数值模拟结果与经典Liakopoulos砂柱排水的试验结果进行比较，验证了所建立的三相耦合控制方程的正确性，并讨论不同因素对渗流场和位移场的影响.模拟结果表明:渗透率k_s对降雨渗流过程的推进起阻滞作用，同时延缓了非饱和土坡的变形，但影响较弱.进气值系数对非饱和土坡变形沉降的过程有一定影响，但总体影响也较弱.

关键词: 非饱和土, 固-液-气三相耦合, 渗透率, 进气值系数, 降雨

Abstract: Based on the basic theory of unsaturated soil mechanics， a solid-liquid-gas three-phase coupling control equation for two-dimensional unsaturated soil slopes was established by considering the compressibility of porous media. The numerical simulation results of the established coupling control equations based on the PDE platform of COMSOL multiphysics software was compared with the experimental results of the classical Liakopoulos sand column. The established three-phase coupling control equation was verified， and the influences of different factors on the seepage field and displacement field were discussed. The simulation results showed that the permeability can slightly retard the rainfall seepage process and delay the deformation of unsaturated soil slope. The air intake coefficient has a slight impact on the settling process of unsaturated soil slope.

Key words: unsaturated soil, solid-liquid-gas three-phase coupling, permeability, air intake coefficient, rainfall

中图分类号:

TU43

王述红，杨天娇，刘欢，佟可蕙. 降雨条件下土坡三相流耦合模型验证与分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(10): 1453-1457.

WANG Shu-hong， YANG Tian-jiao， LIU Huan， TONG Ke-hui. Verification and Analysis of Three-Phase Coupling Model for Soil Slope Under Rainfall Conditions[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(10): 1453-1457.

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Verification and Analysis of Three-Phase Coupling Model for Soil Slope Under Rainfall Conditions

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