本文選題：降雨　切入點：殘積土邊坡　出處：《福州大學》2014年碩士論文

【摘要】：在我國東南沿海地區(qū),廣泛分布著非飽和殘積土。由于建設需要,常常開挖山體,從而形成高陡邊坡。邊坡地下水位埋藏較深,在地下水位以上形成非飽和區(qū),當受到持續(xù)的降雨入滲作用時,非飽和區(qū)土體含水量增加,吸力減小,甚至在局部形成暫態(tài)飽和區(qū)和暫時的附加孔隙水壓力,從而誘發(fā)滑坡。因此,研究此類邊坡在降雨下的滲流及其穩(wěn)定性變化規(guī)律具有重要意義。論文以一典型的非飽和殘積土邊坡為研究對象,通過現(xiàn)場土樣采集、室內(nèi)測試、理論分析、以及有限元數(shù)值計算,開展降雨條件下非飽和殘積土邊坡滲流及其穩(wěn)定性研究。獲得的主要成果有：(1)采用壓力板儀測試了吸濕過程殘積土的土水特征曲線,結合Van Genuchten模型獲得了吸濕過程中體積含水率和基質(zhì)吸力關系的表達式,作為預測滲透性函數(shù)和穩(wěn)定性計算的基礎。(2)利用自行改裝的滲氣裝置測試了殘積土在不同體積含水率下的滲氣系數(shù),以分析氣相流對邊坡滲流及穩(wěn)定性的影響；發(fā)現(xiàn)考慮氣相流動的邊坡內(nèi)能夠積聚氣體從而形成一定的孔隙氣壓力,雖然減少了降雨的入滲,但也降低了邊坡的安全系數(shù)。(3)借助于組裝的蒸發(fā)模型,預設一恒定的環(huán)境條件,研究殘積土試樣在此環(huán)境中的蒸發(fā)規(guī)律,并以此探討降雨前后蒸發(fā)作用對邊坡穩(wěn)定性的影響；蒸發(fā)作用使邊坡趨于干燥,安全系數(shù)提高。(4)通過室內(nèi)環(huán)刀法測試了殘積土的田間持水量,確定了邊坡穩(wěn)定性數(shù)值計算中選用的初始孔隙水壓力分布狀態(tài)；初始狀態(tài)較濕潤的邊坡在相同的降雨過程始終保持著較高的孔隙水壓力,穩(wěn)定性也較差。(5)利用慢剪試驗獲得了土樣的有效抗剪強度參數(shù),根據(jù)土水特征曲線預測了吸力內(nèi)摩擦角的變化,從而得到非飽和土的抗剪強度表達式。(6)在試驗的基礎上,應用二維飽和-非飽和滲流有限元軟件分析了降雨時不同雨強、不同初始狀態(tài)、是否考慮氣相流和是否考慮蒸發(fā)作用的工況下邊坡滲流場的變化規(guī)律,最后,利用極限平衡條分法計算了相應的安全系數(shù)。(7)小雨強長歷時的降雨對邊坡穩(wěn)定性影響最大,通�；碌陌l(fā)生是短期內(nèi)多次降雨綜合作用的結果。論文從多個角度進行了降雨下非飽和殘積土滑坡研究,成果對進一步揭示殘積土的工程特性、分析殘積土坡失穩(wěn)機制具有重要的理論及實際意義。
[Abstract]:Unsaturated residual soil is widely distributed in southeast coastal areas of China.Because of the need of construction, the mountain is often excavated to form a high-steep slope.The underground water level of the slope is deep and the unsaturated area is formed above the groundwater level. When the soil is subjected to the effect of continuous rainfall infiltration, the soil moisture content increases and the suction decreases in the unsaturated area.Even local transient saturation zone and temporary additional pore water pressure are formed, which induce landslide.Therefore, it is of great significance to study the seepage and stability of such slope under rainfall.Taking a typical unsaturated residual soil slope as an object of study, the seepage and stability of unsaturated residual soil slope under rainfall conditions are studied through field soil sample collection, laboratory test, theoretical analysis and finite element numerical calculation.The main results obtained are as follows: (1) the soil-water characteristic curves of residual soil in the process of moisture absorption are measured by pressure plate instrument, and the expression of the relationship between volume moisture content and the suction of matrix in the process of moisture absorption is obtained by using Van Genuchten model.As the basis of predicting permeability function and stability calculation, the permeability coefficient of residual soil under different volume water content was tested by using self-modified seepage device to analyze the influence of gas flow on slope seepage and stability.It is found that gas can be accumulated in the slope considering gas flow to form a certain pore gas pressure, although the infiltration of rainfall is reduced, but the safety factor of slope is also reduced.) by means of the assembled evaporation model, a constant environmental condition is preset.The evaporation law of residual soil samples in this environment is studied, and the influence of evaporation on slope stability before and after rainfall is discussed.The field water holding capacity of residual soil was measured by means of indoor annular knife method, and the initial pore water pressure distribution state was determined in the numerical calculation of slope stability.The slope with wetter initial state always maintains high pore water pressure in the same rainfall process, and the stability is also poor. 5) the effective shear strength parameters of soil samples are obtained by slow shear test.According to the characteristic curve of soil and water, the variation of internal friction angle of suction is predicted, and the expression of shear strength of unsaturated soil is obtained.Different initial states, whether to consider the gas flow and whether to consider the evaporative effect of the conditions of slope seepage field changes, finally,The limit equilibrium strip method is used to calculate the corresponding safety factor. 7) rainfall with long duration of light rain has the greatest influence on slope stability. Usually the occurrence of landslide is the result of multiple rainfall in a short period of time.In this paper, the landslide of unsaturated residual soil under rainfall is studied from many angles. The results have important theoretical and practical significance for further revealing the engineering characteristics of residual soil and analyzing the mechanism of slope instability.
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU43;P642.22

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 薛強,梁冰,劉曉麗,李宏艷;污染物在非飽和帶內(nèi)運移的流固耦合數(shù)學模型及其漸近解[J];應用數(shù)學和力學;2003年12期

2 林在貫;;英國的水文地質(zhì)新儀器[J];工程勘察;1982年01期

3 張朝鳳;袁希鵬;;用防護指數(shù)評價非飽和帶垂直自然防護性[J];地下水;1989年03期

4 亓桂明;;非飽和帶地下水運動的數(shù)學模型和算法[J];山東科學;1992年01期

5 C.J.Bruton;B.E.Viani;史維浚;;非飽和帶中水-巖作用的地球化學模式[J];華東地質(zhì)學院學報;1993年02期

6 王鐵軍,鄭西來,趙淑梅;土壤非飽和帶確定性數(shù)值模型研究進展[J];海洋湖沼通報;2005年02期

7 周訓,方斌,曹文炳,萬力,吳勝軍,馮衛(wèi)東;西北地區(qū)額濟納綠洲非飽和帶水分和鹽分分布[J];地質(zhì)論評;2004年04期

8 鄭香林 ,蔣鳳峰;南宮非飽和帶水份運移機理研究試驗場[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1985年02期

9 高木不折;岡大郎;韓貞鎬;;土中水的非飽和流動4.雨水流出和非飽和滲透[J];世界地質(zhì);1983年02期

10 劉新仁,蘇逸深,唐海行,張和平;土壤非飽和帶垂向水分交換動態(tài)實驗研究[J];水文;1991年04期

相關會議論文 前1條

1 周念清;宋瑋;大谷順;江思珉;;CT掃描研究污染物在非飽和沙土中的運移規(guī)律[A];2010中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第三卷)[C];2010年

相關博士學位論文 前6條

1 楊晨;非飽和—飽和帶水流時空變異性研究[D];南京大學;2015年

2 梁愛民;非飽和土壤滲透特性及飽和入滲機理試驗研究[D];大連理工大學;2008年

3 劉子振;持續(xù)降雨入滲非飽和黏土邊坡失穩(wěn)機理及其應用研究[D];蘭州大學;2014年

4 杜金龍;干旱鹽漬區(qū)非飽和—飽和帶水鹽耦合模擬與調(diào)控[D];中國地質(zhì)大學;2009年

5 戴永浩;非飽和板巖細觀試驗與本構模型研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2006年

6 王環(huán)玲;高壩泄洪霧雨作用下飽和非飽和裂隙巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究[D];河海大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙雅瓊;非飽和帶土壤水分特征曲線的測定與預測[D];長安大學;2015年

2 段永祥;非充分供水條件下溴離子在層狀非飽和帶中遷移研究[D];成都理工大學;2015年

3 楊建龍;二維條件下洞室周圍非飽和帶變化的EVRT響應特征及成像研究[D];南京大學;2013年

4 葉琪;降雨誘發(fā)非飽和殘積土滑坡研究[D];福州大學;2014年

5 李云良;降雨條件下非飽和帶水—氣二相流模擬研究[D];長安大學;2010年

6 曾志姣;非飽和紅粘土抗剪強度特性研究及其應用[D];中南大學;2008年

7 溫曉鵬;重塑非飽和粉質(zhì)粘土脫吸濕抗剪強度特性研究及其應用[D];大連理工大學;2010年

8 李世孝;非飽和帶在水源熱泵工程中的導熱特性研究[D];沈陽建筑大學;2013年

9 唐蓮;中水灌溉土壤非飽和帶污染物運移的實驗研究及數(shù)值模擬[D];西安理工大學;2004年

10 郭利娜;基于GDS的非飽和粉質(zhì)粘土抗剪強度試驗研究[D];中國地質(zhì)大學;2013年

，

本文編號：1723804