本文關(guān)鍵詞：黃土陡坡降雨沖刷試驗及其三維顆粒流流-固耦合模擬

  更多相關(guān)文章： 黃土 陡坡 降雨沖刷試驗 三維顆粒流 流-固耦合

【摘要】：針對坡角為70°的黃土邊坡,進行2.7 mm/min降雨強度下的室內(nèi)坡面沖刷試驗。根據(jù)邊坡沖刷破壞的過程特征,將邊坡侵蝕方式演變過程歸納為試驗初期的片蝕、中期的細溝侵蝕、到后期的切溝侵蝕和坍塌。試驗中坡頂處侵蝕強度大于其他部位,當坡面形成上下貫通的切溝之后,水流開始掏蝕溝槽底部土體,隨著沖刷的持續(xù),切溝兩側(cè)土體強度降低,坡頂土體發(fā)生坍塌。以此為基礎(chǔ)利用三維顆粒流軟件PFC3D對邊坡降雨沖刷過程進行流-固耦合模擬,在模擬顆粒大變形的同時得到顆粒運動軌跡、孔隙率、流體單元內(nèi)流速等重要參數(shù),這些參數(shù)的定量變化過程反映了降雨過程中邊坡遭受侵蝕程度及水流侵蝕能力的分布規(guī)律:坡頂處侵蝕最為強烈、水流侵蝕能力最強,且兩者隨高度降低呈減小趨勢,與室內(nèi)試驗結(jié)果一致。
【作者單位】： 吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院;中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(No.40972171)
【分類號】：TU444
【正文快照】： 1引言黃土地區(qū)路塹、路基邊坡成年累月遭受自然氣候和人類活動影響,容易發(fā)生各種變形、病害甚至破壞,其中降雨沖刷破壞作用尤為明顯。邊坡沖刷是指降雨形成的坡面水流破壞邊坡坡面、并沖走坡面表層土體的現(xiàn)象。國內(nèi)外學(xué)者從不同角度就邊坡沖刷問題做了研究,這些研究主要集中在

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王常明;林容;陳多才;張先偉;王科;;遼西黃土濕陷變形特性及濕陷后微觀結(jié)構(gòu)變化[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2011年02期

2 羅斌,王秉綱,王選倉;路基邊坡坡面沖刷基本理論[J];公路交通科技;2002年04期

3 李亞蘭,陳志新,張橋中,宋飛,田安家;公路黃土邊坡坡面沖刷破壞的臨界坡度研究[J];公路交通科技;2005年S2期

4 吳謙;王常明;馬棟和;宋朋燃;;遼西黃土陡坡的沖刷破壞機制[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2013年05期

5 周波;王常明;匡少華;張靜濤;;遼寧阜朝高速公路路基黃土的工程地質(zhì)性質(zhì)[J];世界地質(zhì);2009年01期

6 王tD,李占斌,魯克新,鄭良勇;坡面水蝕動力因子與土壤剝蝕率灰色關(guān)聯(lián)分析[J];水利學(xué)報;2005年05期

7 吳光艷;祝振華;成婧;烏日娜;張由松;吳發(fā)啟;;黃土高原南部降雨侵蝕力試驗研究[J];水土保持學(xué)報;2011年02期

8 李汝成;王復(fù)明;;降雨入滲對泥巖 土混填路堤穩(wěn)定性的影響[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2008年11期

9 徐光明，，章為民;離心模型中的粒徑效應(yīng)和邊界效應(yīng)研究[J];巖土工程學(xué)報;1996年03期

10 邢玉東;朱浮聲;王常明;;遼西黃土的物質(zhì)組成與微觀結(jié)構(gòu)特征[J];巖土工程技術(shù);2008年03期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭其強;郭連金;次仁旦增;盧杰;;水柏枝的根系特征及固沙效果研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年28期

2 張洪江;李猛;江玉林;陳宗偉;陳學(xué)平;王曉東;張紅麗;;高速公路邊坡侵蝕溝特性初步研究——以銀武高速公路同心至固原段為例[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年06期

3 王常明;馬棟和;林容;王科;宋朋燃;;遼西地區(qū)黃土的強度與本構(gòu)特性[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2010年05期

4 王常明;林容;陳多才;張先偉;王科;;遼西黃土濕陷變形特性及濕陷后微觀結(jié)構(gòu)變化[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2011年02期

5 沈世偉;佴磊;徐燕;;不同權(quán)重條件下降雨對邊坡穩(wěn)定性影響的二級模糊綜合評判[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2012年03期

6 張中云;蔣關(guān)魯;;客運專線無碴軌道紅層泥巖改良土路基離心模型試驗研究[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2010年05期

7 白冰,周健;土工離心模型試驗技術(shù)的一些進展[J];大壩觀測與土工測試;2001年01期

8 ;Experimental study on improving collapsible loess with cement[J];Global Geology;2010年02期

9 劉輝;米海珍;文桃;劉豪杰;;土拱效應(yīng)理論研究現(xiàn)狀及其進展[J];低溫建筑技術(shù);2011年11期

10 劉宏,張倬元,韓文喜;高填方地基土工離心模型試驗技術(shù)研究[J];地質(zhì)科技情報;2005年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王年香;章為民;顧行文;;長河壩動力離心模型試驗研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進展[C];2009年

2 楊坪;唐益群;馬險峰;劉松波;何之民;;沖填土自重固結(jié)沉降離心模型試驗[A];中國水利學(xué)會2007學(xué)術(shù)年會物理模擬技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用分會場論文集[C];2007年

3 馬少坤;黃茂松;劉怡林;杜佐龍;;條形基礎(chǔ)地基承載力的離心模型試驗[A];中國水利學(xué)會2007學(xué)術(shù)年會物理模擬技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用分會場論文集[C];2007年

4 胡晉川;謝永利;王文生;;黃土公路階梯狀高路塹邊坡穩(wěn)定性研究[A];第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

5 劉金元;劉純潔;劉國彬;;離心機模型試驗在擋土墻結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用概況[A];第六屆全國巖石動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集[C];1998年

6 蔣明鏡;孫超;陳賀;吳曉峰;;考慮尺寸效應(yīng)的平板載荷試驗離散元數(shù)值模擬[A];顆粒材料計算力學(xué)研究進展[C];2012年

7 石杰;熊楊;樊殷莉;李鯤;王毅;;粗細�；旌贤亮W(xué)特性研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進展(2013年)[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 柳飛;模型試驗中地基材料粒徑與基礎(chǔ)尺寸效應(yīng)研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 梁霞;基于青海半干旱地區(qū)公路生態(tài)恢復(fù)集成技術(shù)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

3 武紅娟;氣候變化對甘肅黃土地區(qū)公路邊坡侵蝕影響及防治技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2010年

4 張永清;山區(qū)高速公路路基差異沉降特性與控制措施研究[D];長安大學(xué);2009年

5 劉寒鵬;天津濱海新區(qū)高層建筑荷載作用下地面沉降研究[D];長安大學(xué);2010年

6 龔成明;黃土工程邊坡在施工荷載作用下的動力特性研究[D];西南交通大學(xué);2011年

7 周立榮;紅層邊坡淺層破壞機理及生態(tài)防護技術(shù)[D];西南交通大學(xué);2011年

8 阮永芬;復(fù)雜高邊坡的動力和靜力穩(wěn)定性分析及空間變異性研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

9 趙曉彥;類土質(zhì)邊坡特性及其錨固設(shè)計理論研究[D];西南交通大學(xué);2005年

10 姚裕春;邊坡開挖工程活動對環(huán)境影響研究[D];西南交通大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉鵬輝;降雨入滲對土石混填路堤邊坡穩(wěn)定性的影響分析[D];鄭州大學(xué);2010年

2 黃福明;降雨入滲誘發(fā)滑坡穩(wěn)定性分析[D];浙江大學(xué);2010年

3 王春輝;地下工程臨近既有地鐵施工安全性影響評價研究[D];北京交通大學(xué);2011年

4 林容;遼西黃土邊坡坡面沖刷破壞試驗研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 趙宏;變截面樁地基破壞性狀模型試驗研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

6 鄒霞;壓敏陶瓷材料壓制過程的離散元模擬和實驗研究[D];湘潭大學(xué);2011年

7 何曉英;高變幅水庫岸坡造地型護岸結(jié)構(gòu)修筑關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D];重慶交通大學(xué);2011年

8 何曄;基于貝葉斯理論的降雨入滲隨機反分析研究[D];上海交通大學(xué);2012年

9 馬麗君;飽和黃土場地CFG樁復(fù)合地基離心模型試驗及承載特征研究[D];蘭州交通大學(xué);2011年

10 曾鈴;降雨條件下邊坡滲流特性及穩(wěn)定性研究[D];長沙理工大學(xué);2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢玉東;王常明;張立新;匡少華;;阜新—朝陽高速公路段濕陷性黃土路基處理方法及效果[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2008年01期

2 王常明;馬棟和;林容;王科;宋朋燃;;遼西地區(qū)黃土的強度與本構(gòu)特性[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2010年05期

3 王常明;林容;陳多才;張先偉;王科;;遼西黃土濕陷變形特性及濕陷后微觀結(jié)構(gòu)變化[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2011年02期

4 饒錫保,何曉民,劉鳴;粗粒含量對礫質(zhì)土工程性質(zhì)影響的研究[J];長江科學(xué)院院報;1999年01期

5 李亮;劉興旺;趙煉恒;楊小禮;;降雨入滲對路基穩(wěn)定性影響因素分析[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2007年02期

6 劉松玉,張繼文;土中孔隙分布的分形特征研究[J];東南大學(xué)學(xué)報;1997年03期

7 殷坤龍,汪洋,唐仲華;降雨對滑坡的作用機理及動態(tài)模擬研究[J];地質(zhì)科技情報;2002年01期

8 黃潤秋,戚國慶;非飽和滲流基質(zhì)吸力對邊坡穩(wěn)定性的影響[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2002年04期

9 李萍;李同錄;;黃土物理性質(zhì)與濕陷性的關(guān)系及其工程意義[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2007年04期

10 胡瑞林,官國琳,李向全,張禮中;黃土濕陷性的微結(jié)構(gòu)效應(yīng)[J];工程地質(zhì)學(xué)報;1999年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王蘭民;馬巍;陳正漢;凌賢長;姚仰平;欒茂田;繆林昌;唐曉武;;特殊土工程中的關(guān)鍵科學(xué)問題研究與展望[A];第二屆全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會論文集（下冊）[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 汪益敏;路基邊坡坡面沖刷特性與加固材料性能研究[D];華南理工大學(xué);2003年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁在潮;局部沖刷模型試驗綜合延伸法[J];鐵道工程學(xué)報;1984年02期

2 黃河;施斌;劉瑾;姜洪濤;高瑋;;STW型生態(tài)土壤穩(wěn)定劑改性膨脹土水理性質(zhì)試驗研究[J];巖土工程學(xué)報;2008年08期

3 劉順寬;用模型延伸法進行丹東電廠排水口沖刷形態(tài)及防護的試驗研究[J];中國港灣建設(shè);1996年02期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李燕濤;摻粉煤灰混凝土抗硫酸侵蝕性能及水泥膠砂試件沖刷試驗研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

2 徐運鋒;水泥穩(wěn)定再生骨料混合料抗沖刷性能研究[D];中南大學(xué);2008年

3 段華雍;降雨條件下輸電線路塔基邊坡穩(wěn)定性分析[D];南昌航空大學(xué);2013年

本文編號：1160135