本文關(guān)鍵詞：極端降雨作用下紅粘土邊坡持水特性與強(qiáng)度損傷規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：降雨入滲是邊坡失穩(wěn)的重要誘因,在多雨地區(qū)因降雨而誘發(fā)的滑坡災(zāi)害十分嚴(yán)重。降雨入滲過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的飽和-非飽和滲流過(guò)程,雨水的滲入將導(dǎo)致原邊坡的滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化,從而改變邊坡的穩(wěn)定性。在獲取飽和及非飽和土的必要物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上,本文借助數(shù)值模擬手段將滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行耦合,結(jié)合降雨過(guò)程中坡頂面、坡肩、坡面、坡腳、坡體內(nèi)、坡底面,共六個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的響應(yīng),研究了小強(qiáng)度持續(xù)降雨、單峰型暴雨兩種工況下,邊坡的持水性、變形、穩(wěn)定性及強(qiáng)度變化規(guī)律。非飽和粘土邊坡的持水性通過(guò)對(duì)降雨過(guò)程中土坡內(nèi)的孔隙水壓力分布及各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的孔隙水壓力變化情況進(jìn)行考察。分析表明,在給定初始條件的狀況下,對(duì)均質(zhì)土坡,降雨強(qiáng)度及降雨歷時(shí)是影響孔隙水壓力分布的重要影響因素。降雨入滲會(huì)使邊坡內(nèi)的負(fù)孔隙水壓力增大;降雨強(qiáng)度較小時(shí),邊坡淺層非飽和土的負(fù)孔隙水壓力增加明顯;當(dāng)降雨強(qiáng)度較大并在土坡內(nèi)形成封閉的負(fù)孔隙水壓力區(qū)時(shí),較深土層處的飽和區(qū)將會(huì)發(fā)生明顯的排水現(xiàn)象。根據(jù)土體基本質(zhì)量-體積關(guān)系,在飽和-非飽和滲流過(guò)程中,隨著土體飽和度(或含水量)的變化,土體的孔隙比也將發(fā)生變化,這在二維分析中表現(xiàn)為土體發(fā)生位移變化。位移響應(yīng)分析表明,在降雨初期,坡頂處將產(chǎn)生一定的沉降,隨著降雨的持續(xù),沉降將逐漸恢復(fù);坡頂處的位移變化過(guò)程將伴隨著坡面、坡腳和坡趾處的隆起,且在降雨期間這種變化越來(lái)越明顯。降雨期間邊坡穩(wěn)定性會(huì)逐漸減小,直接原因是非飽和土抗剪強(qiáng)度減弱,而從根源上看,是非飽和區(qū)負(fù)孔隙水壓力升高導(dǎo)致的。土體所處的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力路徑等因素都會(huì)對(duì)土體強(qiáng)度產(chǎn)生重要的影響;將吸應(yīng)力作為強(qiáng)度參數(shù)指標(biāo)不僅可以規(guī)避上述困難,而且吸應(yīng)力可以體現(xiàn)基質(zhì)吸力的情況,保持莫爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則的線性特點(diǎn)。論文通過(guò)提取監(jiān)測(cè)點(diǎn)處有效應(yīng)力和總應(yīng)力對(duì)吸應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算和分析,結(jié)果表明,淺層非飽和土中,吸應(yīng)力在有效應(yīng)力中占主導(dǎo)地位,是控制土體強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)。這一結(jié)論有望為淺層滑坡的分析提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：飽和-非飽和滲流 滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合 負(fù)孔隙水壓力 穩(wěn)定性 吸應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU43
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 論文選題背景與意義11-12
• 1.2 降雨誘發(fā)滑坡災(zāi)變國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 理論及試驗(yàn)研究13-15
• 1.2.2 實(shí)際工程研究15
• 1.2.3 滑坡試驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建研究15-16
• 1.2.4 數(shù)值模擬研究16-17
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和方法、創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)路線17-21
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容和研究方法17-18
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)18
• 1.3.3 本文的技術(shù)路線18-21
• 2 非飽和紅粘土基本物理力學(xué)性質(zhì)21-37
• 2.1 土-水特征曲線21-24
• 2.1.1 土-水特征曲線的基本概念21-22
• 2.1.2 土-水特征曲線模型22-24
• 2.1.2.1 經(jīng)驗(yàn)公式模型介紹22-23
• 2.1.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式模型對(duì)比23-24
• 2.1.2.3 其他模型24
• 2.2 基質(zhì)吸力量測(cè)24-31
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備介紹25-27
• 2.2.2 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)過(guò)程27-28
• 2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果28-31
• 2.3 滲透性函數(shù)31-32
• 2.4 其他試驗(yàn)32-36
• 2.4.1 剪切試驗(yàn)32-34
• 2.4.2 彈性模量E的取值34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3 數(shù)值模擬軟件介紹及模型的構(gòu)建37-43
• 3.1 GeoStudio軟件簡(jiǎn)介37-38
• 3.1.1 SEEP/W軟件介紹37
• 3.1.2 SIGMA/W軟件介紹37-38
• 3.1.3 SLOPE/W軟件介紹38
• 3.2 模型的構(gòu)建38-41
• 3.2.1 邊坡幾何形態(tài)的選取38-39
• 3.2.2 瞬態(tài)滲流計(jì)算網(wǎng)格劃分設(shè)計(jì)39
• 3.2.3 邊界條件及初始條件39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 4 極端降雨工況下邊坡的持水特性43-55
• 4.1 二維瞬態(tài)滲流及固結(jié)耦合43-44
• 4.2 降雨強(qiáng)度函數(shù)44-46
• 4.3 持續(xù)降雨工況下邊坡持水特性46-50
• 4.3.1 計(jì)算條件46
• 4.3.2 計(jì)算結(jié)果及分析46-50
• 4.4 暴雨工況下邊坡持水特性50-52
• 4.4.1 計(jì)算條件50
• 4.4.2 計(jì)算結(jié)果及分析50-52
• 4.5 兩種工況持水特性比較52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 5 邊坡土體強(qiáng)度損傷55-69
• 5.1 非飽和土強(qiáng)度理論55-56
• 5.2 強(qiáng)度變化規(guī)律56-60
• 5.2.1 強(qiáng)度指標(biāo)的選取56-57
• 5.2.2 極端降雨工況下土體強(qiáng)度的變化57-60
• 5.2.2.1 持續(xù)降雨工況57-59
• 5.2.2.2 暴雨工況59-60
• 5.3 邊坡位移響應(yīng)60-66
• 5.3.1 持續(xù)降雨工況60-63
• 5.3.2 暴雨工況63-66
• 5.4 持水特性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 6 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)及主要結(jié)論69-70
• 6.2 進(jìn)一步工作的建議70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果77

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