本文基于空氣滲透理論去研究降雨誘發(fā)滑坡的機理,由降雨過程中浸潤峰現(xiàn)象的產(chǎn)生思考到非飽和土力學中毛細管力相關(guān)內(nèi)容。楊拉普拉斯公式表明,毛細管力與表面張力之間存在著定量定性的關(guān)系,因此,對傳統(tǒng)理論中表面張力和毛細管力進行總結(jié)梳理和分析。對傳統(tǒng)理論中尚未明確清晰解釋的問題提出疑問,基于空氣滲透理論對表面張力進行分析以及研究毛細管力微觀機制,對傳統(tǒng)理論中一些問題作出合理的解釋。在理論分析的基礎(chǔ)上,提出了降雨過程中邊坡內(nèi)部氣體腔的概念,降雨過程中和降雨停止后,氣體腔的變化對邊坡滑動存在的影響。本文通過滲透試驗驗證了浸潤峰的存在,并得出浸潤峰的形成與土顆粒粒徑之間存在重要關(guān)系,又土顆粒粒徑是影響非飽和土毛細管力的關(guān)鍵因素,因此將浸潤峰的產(chǎn)生與非飽和土毛細管力聯(lián)系起來進行分析。通過GEO-SLOPE軟件對含有氣體腔的邊坡進行數(shù)值模擬,并模擬浸潤峰位置改變對邊坡滑動的影響,最后得出模擬結(jié)果與氣體腔理論分析吻合。本文是基于空氣滲透理論理論去研究降雨誘發(fā)滑坡的機理,并對表面張力和毛細管力進行分析研究,有了一些新的認識,并取得了一些較有價值的研究成果,具體包括:(1)總結(jié)了現(xiàn)階段國內(nèi)外關(guān)于降雨誘發(fā)滑坡機理的研究,整理了表面張力和毛細作用的傳統(tǒng)理論,并對其中某些現(xiàn)象提出質(zhì)疑。(2)提出了基于空氣滲透作用的表面張力與毛細管力形成機制的新解釋。解釋了真空中不存在表面張力,毛細管力極值以及楊拉普拉斯方程適用性等一系列問題,對傳統(tǒng)理論中未能解釋的一些問題進行了合理解釋。(3)通過滲透試驗?zāi)M浸潤峰的形成過程,驗證了浸潤峰的存在,并對不同粒徑的土分別進行滲透試驗,對試驗現(xiàn)象進行觀察,試驗可知土顆粒粒徑是影響浸潤峰形成的關(guān)鍵因素。(4)基于空氣滲透理論的表面張力與毛細管力形成機制的新解釋提出了氣體腔的概念。運用GEO-SLOPE軟件對含有氣體腔的邊坡滑動面的位置進行數(shù)值模擬,分析了降雨過程中和降雨停止后浸潤峰位置的改變對邊坡滑動的影響,得出的模擬結(jié)果與機理分析吻合。
【學位單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P642.22
【部分圖文】：

衡力的作用，因此必須產(chǎn)生張力才可以使收縮?圖１－３液體的表面張力??膜能夠保持平衡，產(chǎn)生的這個張力就是表面張力（如圖１－３所示）。氣體分子間的作用??十分微弱的，因此不能維持在一個自由表而，而固體的分子間作用力又相當大，使得固??體表面的分子雖然受到與內(nèi)部的分子不同的力，但是仍然可以維持在一個穩(wěn)定的表面。??液體的表而分子受到指向液體內(nèi)部的力，由于液體具有流動性，使得液體具有不同于氣??體和固體的重要的表而力學性質(zhì)。液休內(nèi)部的分ｆ？會對其表而分ｆ施予指向液休內(nèi)部的??引力，也正是因為這個表而層分子所受的指向液內(nèi)的ＧＩ力導(dǎo)致液休表而與液體內(nèi)部的性??質(zhì)＋同，因此產(chǎn)生了表面張力。??表面張力的產(chǎn)生與液體和固體之間相廳接觸使份液休表面區(qū)分子受力＋平衡有關(guān)，??羅曉斌、朱定一和石麗敏等人ｌ：４Ｍ｜通過對液休Ｓ固休接觸的表而現(xiàn)象及產(chǎn)生機理進行研??究，劉冇菊、和偉１２７１也對液體表而張力系數(shù)做ｆ實驗研究，研宄表明：??（１）液體與固體之間接觸會有潤濕和不潤濕兩種表面現(xiàn)象出現(xiàn)

這個壓強差稱之為附加壓強。在凸液而的情況下，附加壓強是正的，也即液面??內(nèi)部壓強比液面外部的壓強大：在凹液而的情況下，附加壓強是負的，也即液面內(nèi)部的??壓強比液而外部的壓強�。ㄈ鐖D１－６所示）。??．！?ｉｒ＾＂ｉ??暴?Ｌｐ�！�??Ｐｓ?Ｉ??Ｉ?？??凸面：Ｐ＝ＰＯ＋ＰＳ?凹面：Ｐ＝ＰＯ－ＰＳ??圖１－６彎液而兩側(cè)的壓強分布??液休分＋之間的吸引力也稱作內(nèi)聚力，液休分子同容器分子之間也存在著吸引力，??這種力可稱作附著力。如果附著力大于內(nèi)聚力，那么液休就會打濕容器：如果相反的話，??液休就不會打濕容器。如果某液體＂丨以浸潤兄物質(zhì)，那么在該液體中插入一根直徑較小、??用該物質(zhì)做成的細管，細管中液休１：／卜；如汜菜液休小能浸潤某物質(zhì)，那么在該液體中??插入一根肓徑較小，用該物質(zhì)做成的細管，細管中液體會下降。細管中液面的上升或下??降就是毛細管作用，也稱毛細現(xiàn)象。??Ｆｒｅｄｌｕｎｄ?Ｄ?Ｇ、尹東霞、馬沛生、和閔義等人｜３（１°Ｓ｜利用Ｙｏｕｎｇ－Ｌａｐｌａｃｅ公式??毛細管力和研究毛細管力和表面張力之間的關(guān)系，該方程表述了彎液１丨１丨內(nèi)外兩側(cè)ｍ強淖??與表面張

￣?二二二??圖１－８毛細管力示意圖??根據(jù)Ｙｏｕｎｇ－Ｌａｐｌａｃｅ公式可知，??若?Ｒｉ＝?Ｒ２＝Ｒ＝ｒ／ｃｏｓ０??則公式⑶可以簡寫為：ＡＰ＝２ｙｃｏｓ０／?ｒ?（８）??８??
【參考文獻】

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1 楊微;李曉蕾;王長生;;水團簇(H_2O)_n中多體作用強度與水分子間距的關(guān)系[J];物理化學學報;2015年12期

2 崔陽權(quán);黃印;高明軒;郝曉鋒;;水在玻璃毛細管中的運動規(guī)律研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2015年23期

3 張娟利;;液體表面張力系數(shù)與溫度關(guān)系的實驗研究[J];興義民族師范學院學報;2013年03期

4 韓同春;馬世國;徐日慶;;強降雨條件下氣壓對滑坡延時效應(yīng)研究[J];巖土力學;2013年05期

5 周葆春;孔令偉;;考慮體積變化的非飽和膨脹土土水特征[J];水利學報;2011年10期

6 校小娥;;基于GEO-SLOPE軟件對滑坡的穩(wěn)定性分析[J];鐵道建筑;2010年11期

7 譚文輝;璩世杰;高丹青;李亞亮;張鵬飛;;降雨入滲對邊坡穩(wěn)定性的影響分析[J];武漢理工大學學報;2010年15期

8 海龍;梁冰;;考慮降雨入滲條件的土體邊坡穩(wěn)定性分析[J];水資源與水工程學報;2010年04期

9 吳李泉;張鋒;凌賢長;朱占元;王立娜;高霞;;強降雨條件下浙江武義平頭村山體高邊坡穩(wěn)定性分析[J];巖石力學與工程學報;2009年06期

10 汪東林;欒茂田;楊慶;;重塑非飽和黏土的土-水特征曲線及其影響因素研究[J];巖土力學;2009年03期

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1 劉有菊;液體表面張力系數(shù)的實驗研究[D];云南師范大學;2006年

本文編號：2839862