非飽和土在自然界中廣泛存在,其滲流與穩(wěn)定性分析一直是巖土工程領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。同時(shí),巖土介質(zhì)又是一種典型的具有多尺度結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì),從不同尺度對(duì)其滲透性進(jìn)行分析也是近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文基于FORTRAN語(yǔ)言編制了滲流與邊坡穩(wěn)定性分析程序,通過(guò)引入數(shù)個(gè)多尺度參數(shù)來(lái)構(gòu)建非飽和土的多尺度滲透模型,并結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)非飽和邊坡的滲流和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。最后,對(duì)非飽和土坡的剪脹性及其對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了探討,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)完成了非飽和滲流有限元分析中的兩類邊界條件,即水頭邊界條件和流量邊界條件的程序?qū)崿F(xiàn)。在所獲得的飽和-非飽和滲流場(chǎng)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了土坡穩(wěn)定性分析。庫(kù)水位波動(dòng)條件下的數(shù)值模擬結(jié)果表明:邊坡穩(wěn)定性的演化由非飽和區(qū)和水壓力的演化共同支配,對(duì)于同樣的庫(kù)水位下降幅度,庫(kù)水位下降過(guò)快會(huì)導(dǎo)致邊坡安全系數(shù)迅速降低。(2)探討了 Bishop有效應(yīng)力參數(shù)的數(shù)種形式對(duì)土坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)計(jì)算的安全系數(shù)從小到大分別為:Vanapalli,Alonso,Fredlund,Oberg,Sun。分別對(duì)比了將基質(zhì)吸力貢獻(xiàn)的附加強(qiáng)度,計(jì)入等價(jià)正應(yīng)力與計(jì)入等價(jià)粘聚力對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果的影...

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖土介質(zhì)多尺度研究現(xiàn)狀
        1.2.2 邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與方法
    1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
2 非飽和滲流Richards方程與有限元格式
    2.1 非飽和滲流基本理論
        2.1.1 達(dá)西定律
        2.1.2 土壤水分運(yùn)動(dòng)的基本方程
    2.2 有限元法簡(jiǎn)介
        2.2.1 有限元法的基礎(chǔ)理論
        2.2.2 滲流分析中的Richards方程有限元格式
    2.3 強(qiáng)度折減法簡(jiǎn)介
    2.4 本章小結(jié)
3 非飽和土坡滲流與穩(wěn)定性分析
    3.1 水位波動(dòng)對(duì)庫(kù)區(qū)邊坡穩(wěn)定性的影響
        3.1.1 水位緩降時(shí)邊坡滲流場(chǎng)及穩(wěn)定性變化
        3.1.2 水位驟降時(shí)邊坡滲流場(chǎng)及穩(wěn)定性變化
        3.1.3 水位下降對(duì)庫(kù)區(qū)邊坡穩(wěn)定性的影響
    3.2 不同邊界條件對(duì)邊坡滲流場(chǎng)的影響
        3.2.1 有限元滲流邊界條件的實(shí)現(xiàn)
        3.2.2 降雨持時(shí)對(duì)邊坡的影響
        3.2.3 降雨強(qiáng)度對(duì)邊坡的影響
    3.3 Bishop有效應(yīng)力參數(shù)形式對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算的影響
    3.4 附加強(qiáng)度計(jì)入等價(jià)正應(yīng)力對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算的影響
    3.5 等價(jià)粘聚力在積分點(diǎn)上的實(shí)現(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
4 非飽和土滲透特性的多尺度建模
    4.1 巖土材料的多尺度簡(jiǎn)介
        4.1.1 含大孔隙的土體
        4.1.2 含裂隙巖體
        4.1.3 土石混合體
    4.2 多尺度參數(shù)的選取與實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 均質(zhì)土滲透系數(shù)的隨機(jī)分布
        4.2.2 土壤大孔隙
        4.2.3 土石混合體
    4.3 多尺度參數(shù)對(duì)滲流場(chǎng)及穩(wěn)定性的影響
        4.3.1 變異系數(shù)
        4.3.2 大孔隙面積比
        4.3.3 塊石種類及含量
        4.3.4 敏感性分析
    4.4 深圳光明新區(qū)滑坡事故的模擬分析
        4.4.1 渣土坡的數(shù)值模型
        4.4.2 長(zhǎng)時(shí)間弱降雨?duì)顟B(tài)
        4.4.3 短時(shí)間強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)
        4.4.4 考慮盲溝排水對(duì)渣土坡的影響
        4.4.5 考慮堰塞湖對(duì)渣土坡的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 土體剪脹特性對(duì)坡體穩(wěn)定性的影響
    5.1 相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則與非相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則
        5.1.1 塑性理論
        5.1.2 屈服準(zhǔn)則
        5.1.3 流動(dòng)準(zhǔn)則
    5.2 剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響
        5.2.1 Davis等效方法的應(yīng)用
        5.2.2 考慮剪脹性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響
    5.3 分層土體剪脹性對(duì)穩(wěn)定性的影響
        5.3.1 土層位置對(duì)整體穩(wěn)定性的影響
        5.3.2 土層體積對(duì)整體穩(wěn)定性的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作和結(jié)論
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3785682