本文關鍵詞：降雨入滲對粘土邊坡的影響分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：降雨是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要因素之一,而邊坡失穩(wěn)給人類的生命和財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅和損失。分析降雨入滲對邊坡安全造成的影響對正確的認識邊坡失穩(wěn)具有重要的意義。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市建設和道路擴展的需要,粘土邊坡工程的安全問題日益突出,由于粘土邊坡易受降雨影響,為了研究粘土邊坡的降雨入滲,本文以粘土為研究對象,進行室內(nèi)模型試驗,探索邊坡在不同降雨條件下的入滲規(guī)律。同時運用ABAQUS對模型進行模擬,研究模型在長時間降雨情況下,邊坡內(nèi)部的飽和線變化圖以及坡腳路徑處各點的飽和度變化,并且根據(jù)飽和度對模型就行分區(qū),運用強度折減法分析不同工況下邊坡的安全系數(shù)變化規(guī)律,主要的內(nèi)容如下：1.通過直剪試驗測得粘土在不同含水率下的抗剪強度；通過負壓計測得不同含水率下土的基質(zhì)吸力,得到基質(zhì)吸力和飽和度的關系曲線。2.自制人工降雨裝置,通過對比分析試驗數(shù)據(jù)(含水量和孔隙水壓力傳感器所獲得的數(shù)據(jù))對邊坡入滲的過程進行分析,得出相同降雨歷時和降雨強度下的邊坡的變化規(guī)律。3.運用相似度原理,在有限元軟件ABAQUS中建立模型,對試驗數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)分析對比,結(jié)果表明建模方法的正確合理性,并分析長時間降雨情況下,30°、45°、60°邊坡的降雨入滲規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在達到飽和時候,最外側(cè)飽和線距離邊坡線的距離X隨著坡度的變化呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律,整體上是邊坡坡度越大,最外側(cè)飽和線距離邊坡線的距離X隨著坡體高度的降低變的越小。4.根據(jù)上述方法所得到的邊坡飽和度分布,對邊坡模型進行分區(qū),分別賦予模型分區(qū)后的材料屬性,運用有限元軟件ABAQUS進行強度折減法分析,得到邊坡安全系數(shù)的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)邊坡坡度越大,其安全系數(shù)的相對變化值就越大,說明降雨入滲對坡度較大的邊坡穩(wěn)定性影響最大。根據(jù)本文所分析的降雨入滲規(guī)律,得到坡度和降雨量對于邊坡穩(wěn)定的影響,分析邊坡失穩(wěn)的臨界坡度和臨界降雨量,擬以此建立相應的邊坡失穩(wěn)數(shù)據(jù)庫,對邊坡安全進行預警。
【關鍵詞】：人工降雨裝置 相似度原理 邊坡失穩(wěn) 飽和度分布 ABAQUS
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU43
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 人工降雨裝置和模型的研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 降雨入滲對邊坡穩(wěn)定性影響的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 非飽和土邊坡研究現(xiàn)狀11
• 1.2.4 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 土坡滑動失穩(wěn)的機理13-16
• 1.3.1 失穩(wěn)機理13
• 1.3.2 降雨入滲理論13-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容及技術路線16-18
• 1.4.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 技術路線圖17-18
• 第2章 人工降雨裝置及實驗方案18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 室內(nèi)試驗模型與裝置18-24
• 2.2.1 土樣制備18-19
• 2.2.2 邊坡模型19-20
• 2.2.3 降雨噴頭20-21
• 2.2.4 傳感器與數(shù)據(jù)采集器21-24
• 2.3 實驗方案24-30
• 2.3.1 傳感器分布位置25-26
• 2.3.2 試驗現(xiàn)象26-27
• 2.3.3 試驗數(shù)據(jù)27-30
• 2.4 試驗數(shù)據(jù)分析30-35
• 2.4.1 孔壓變化30-32
• 2.4.2 含水率變化32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 降雨入滲的數(shù)值模擬分析36-58
• 3.1 有限元在邊坡穩(wěn)定性分析中應用36
• 3.2 相似度原理36
• 3.3 數(shù)值模擬參數(shù)36-41
• 3.3.1 土的水土特征曲線37-38
• 3.3.2 土的固結(jié)試驗38-39
• 3.3.3 土的直剪試驗39-41
• 3.3.4 滲透系數(shù)41
• 3.4 數(shù)值模型尺寸和參數(shù)41-43
• 3.5 試驗數(shù)據(jù)分析43-44
• 3.6 邊坡飽和線示意圖44-57
• 3.6.1 飽和線變化44-51
• 3.6.2 路徑處飽和度變化51-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第4章 剪脹角對邊坡穩(wěn)定性的影響58-66
• 4.1 強度折減法58
• 4.1.1 強度折減基本概念58
• 4.1.2 強度折減具體方法58
• 4.1.3 強度折減失穩(wěn)的判斷依據(jù)58
• 4.2 剪脹角對邊坡的影響58-63
• 4.2.1 剪脹角的影響58-59
• 4.2.2 數(shù)值模擬中剪脹角分析59-63
• 4.3 理想邊坡驗證63-64
• 4.3.1 理想邊坡參數(shù)63-64
• 4.3.2 驗證結(jié)果64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第5章 降雨對邊坡安全系數(shù)的影響66-76
• 5.1 降雨邊坡安全系數(shù)的計算方法66
• 5.2 模型分區(qū)66-68
• 5.3 不同坡度、不同降雨強度下的邊坡安全系數(shù)68-74
• 5.3.1 30°邊坡安全系數(shù)69-71
• 5.3.2 45°邊坡安全系數(shù)71-72
• 5.3.3 60°邊坡安全系數(shù)72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 第6章 結(jié)論及展望76-78
• 6.1 結(jié)論76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻78-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研項目84

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本文編號：445038