基于有限元法的铁路边坡浅层地下水位上升分析

摘要

大量铁路修建区域存在海拔高、降雨不稳定的特点,从而易触发大规模的滑坡、泥石流灾害。诸如气象雷达等手段监测滑坡风险通常需要高性能的计算工具和较长的计算时间。为了满足预警过程的实时监测以及地下水位模拟要求,在半无限均质边坡假定下,通过有限元分析参数化研究,建立了预测天然边坡浅层地下水上升的简化方法,提出了预测模型公式,并进行了扩展应用分析。研究结果如下:(1)基于所提出的预测公式,不同强度的降雨条件下水位上升预测结果中75%略低于FEM计算结果,但误差小,总体趋势一致;(2)对半无限边坡的192组分析显示,当确定了初始含水率和地下水位,可在任意降雨强度条件下对水位上升进行预测,预测结果与有限元解的均方根误差(RMSE)均小于5。对先前大规模预测地下水位上升的方法进行了简化,可为工程师相关实时监测分析工作提供一定的参考。

关键词

地下水位 / 半无限边坡 / 有限元法 / 渗流分析 / 预测模型