基于FLAC3D二次開發(fā)降雨入滲誘發(fā)非飽和黃土邊坡破壞規(guī)律數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2022-01-05 11:21
黃土因其自身的結(jié)構(gòu)特點如多孔隙、低密度、水敏性等,其邊坡災(zāi)害不斷發(fā)生,而降雨是影響黃土邊坡破壞的主要因素。黃土屬于典型的非飽和土,其非飽和土特性對邊坡穩(wěn)定性影響很大。在降雨過程中,雨水入滲使黃土邊坡含水量和基質(zhì)吸力不斷變化,致使黃土變化發(fā)生變形甚至失穩(wěn)。朔黃鐵路K3+0-400m段位于山西省忻州省神池縣,是黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),本文以此為研究背景,通過用非飽和土理論對FLAC3D軟件進行進行二次開發(fā),使其符合非飽和土滲流理論以及非飽和土穩(wěn)定性計算理論。對黃土邊坡進行數(shù)值模擬,模擬不同降雨情況下邊坡破壞過程,同時模擬不同角度及高度情況下降雨引起邊坡破壞過程,最后進行黃土邊坡降雨試驗,為降雨情況下黃土邊坡穩(wěn)定性研究提供參考。以不同降雨情況下的破壞規(guī)律為研究目的,主要得出如下結(jié)論:(1)隨深度以及降雨時間的增加,雨水入滲能力逐漸減弱。(2)隨降雨強度的增加,雨水入滲深度越大,但增大幅度很小,隨降雨時長增加,不同強度降雨入滲深度差距不斷減小。(3)降雨強度越大,從坡體表面到濕潤鋒位置飽和度越大,降雨強度很小時,坡體表面沒有出現(xiàn)飽和區(qū),降雨強度大于飽和入滲速度時才會出現(xiàn)飽和區(qū)。(4)坡腳水平應(yīng)...
【文章來源】:石家莊鐵道大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
黃土分類
拔高度約為 2 545 m,最低位置處海拔高度約為為 1 25491 m,神池縣縣城海拔高度為 1 508 m。據(jù)統(tǒng)計到目前神地質(zhì)災(zāi)害隱患,因黃土自身的特點,隨著含水量增大自身因此每年到達雨季的時候都是神池地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)時期。西忻州市神池縣的朔黃鐵路是我國首開 2 萬噸級別重載、貨物量大、頻率高的特點,對我國經(jīng)濟的發(fā)展具有重+0-400 m 段線路處于深路塹位置,線路兩側(cè)黃土邊坡災(zāi)害朔黃鐵路將面臨很長時間的癱瘓。因而對于每年雨季都對線路兩側(cè)黃土邊坡穩(wěn)定性影響的研究意義重大。場情況路 K3+0-400 m 段大部坡體表面有植物覆蓋,未覆蓋的部 3-1 所示,部分沖刷嚴(yán)重的地區(qū)采取表層撒水泥來限制其部分較陡不穩(wěn)定坡體已采取防護措施如圖 1-2(b)。
地層巖性黃鐵路 K3 + 0-400 m 邊坡為非飽和性濕陷性黃土,坡體上層為 Q Q2 黃土。天然情況下,Q2 黃土和 Q3 黃土主要參數(shù)的統(tǒng)計如表 1Q2 相比,Q3 土體密度、粘聚力、內(nèi)摩擦角均小于 Q2 黃土,孔隙多數(shù)坡角在 25-45 之間, 地下水較深對坡體穩(wěn)定性影響較小。降穩(wěn)定性的最重要因素之一。研究坡體為二級坡,研究位置如圖 1-高度約 15 m,二級坡高度約 10.5 m。一級邊坡角度約 42°,二級8°。本文將以圖 1-3 為研究對象,進行數(shù)值模擬及試驗研究。表 1-1 天然狀態(tài)下 Q2 和 Q3 黃土參數(shù)天然含水量 /%ρ/(g·cm-3)孔隙比 液限含水量/%塑限含水量 /%c/kPa11.13-17.48 1.57-1.96 0.79-0.90 26.24-28.31 16.29-17.95 61 12-17.5 1.49-1.65 0.8-1.02 28.6-34.8 18.6-19.6 57
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于離散元的西南某露天礦巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 閆俊,韓文喜,齊得旭. 資源環(huán)境與工程. 2018(04)
[2]有限元強度折減法在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J]. 吳士德,贠永峰,劉向藝. 路基工程. 2018(04)
[3]基于極限平衡法的高邊坡穩(wěn)定性分析及處治措施[J]. 喬翔. 鐵道建筑. 2017(08)
[4]基于有限差分法的土質(zhì)路塹邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 羅志東,史振寧,曾鈴. 西部交通科技. 2016(09)
[5]黃土-泥巖接觸面滑坡的特征與成因[J]. 吳瑋江,宿星,劉偉,魏萬鴻,馮樂濤,楊濤. 冰川凍土. 2014(05)
[6]基于FLAC3D平臺的邊坡非飽和降雨入滲分析[J]. 蔣中明,熊小虎,曾鈴. 巖土力學(xué). 2014(03)
[7]坡腳開挖誘發(fā)古滑坡復(fù)活的機制分析[J]. 陳春利,賀凱,李同錄. 西北地質(zhì). 2014(01)
[8]基于FLAC3D的飽和-非飽和滲流分析[J]. 李毅,伍嘉,李坤. 巖土力學(xué). 2012(02)
[9]高速黃土滑坡液化-汽化效應(yīng)定量研究[J]. 倪衛(wèi)達,雍睿,葛云峰,鄒宗興. 安全與環(huán)境工程. 2010(05)
[10]飽和黃土穩(wěn)態(tài)強度特性的試驗研究[J]. 周永習(xí),張得煊,羅春泳,陳軍. 巖土力學(xué). 2010(05)
碩士論文
[1]列車長持時振動引起黃土滑坡滑帶土微結(jié)構(gòu)變化研究[D]. 任權(quán).西北大學(xué) 2008
本文編號:3570259
【文章來源】:石家莊鐵道大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
黃土分類
拔高度約為 2 545 m,最低位置處海拔高度約為為 1 25491 m,神池縣縣城海拔高度為 1 508 m。據(jù)統(tǒng)計到目前神地質(zhì)災(zāi)害隱患,因黃土自身的特點,隨著含水量增大自身因此每年到達雨季的時候都是神池地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)時期。西忻州市神池縣的朔黃鐵路是我國首開 2 萬噸級別重載、貨物量大、頻率高的特點,對我國經(jīng)濟的發(fā)展具有重+0-400 m 段線路處于深路塹位置,線路兩側(cè)黃土邊坡災(zāi)害朔黃鐵路將面臨很長時間的癱瘓。因而對于每年雨季都對線路兩側(cè)黃土邊坡穩(wěn)定性影響的研究意義重大。場情況路 K3+0-400 m 段大部坡體表面有植物覆蓋,未覆蓋的部 3-1 所示,部分沖刷嚴(yán)重的地區(qū)采取表層撒水泥來限制其部分較陡不穩(wěn)定坡體已采取防護措施如圖 1-2(b)。
地層巖性黃鐵路 K3 + 0-400 m 邊坡為非飽和性濕陷性黃土,坡體上層為 Q Q2 黃土。天然情況下,Q2 黃土和 Q3 黃土主要參數(shù)的統(tǒng)計如表 1Q2 相比,Q3 土體密度、粘聚力、內(nèi)摩擦角均小于 Q2 黃土,孔隙多數(shù)坡角在 25-45 之間, 地下水較深對坡體穩(wěn)定性影響較小。降穩(wěn)定性的最重要因素之一。研究坡體為二級坡,研究位置如圖 1-高度約 15 m,二級坡高度約 10.5 m。一級邊坡角度約 42°,二級8°。本文將以圖 1-3 為研究對象,進行數(shù)值模擬及試驗研究。表 1-1 天然狀態(tài)下 Q2 和 Q3 黃土參數(shù)天然含水量 /%ρ/(g·cm-3)孔隙比 液限含水量/%塑限含水量 /%c/kPa11.13-17.48 1.57-1.96 0.79-0.90 26.24-28.31 16.29-17.95 61 12-17.5 1.49-1.65 0.8-1.02 28.6-34.8 18.6-19.6 57
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于離散元的西南某露天礦巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 閆俊,韓文喜,齊得旭. 資源環(huán)境與工程. 2018(04)
[2]有限元強度折減法在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J]. 吳士德,贠永峰,劉向藝. 路基工程. 2018(04)
[3]基于極限平衡法的高邊坡穩(wěn)定性分析及處治措施[J]. 喬翔. 鐵道建筑. 2017(08)
[4]基于有限差分法的土質(zhì)路塹邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 羅志東,史振寧,曾鈴. 西部交通科技. 2016(09)
[5]黃土-泥巖接觸面滑坡的特征與成因[J]. 吳瑋江,宿星,劉偉,魏萬鴻,馮樂濤,楊濤. 冰川凍土. 2014(05)
[6]基于FLAC3D平臺的邊坡非飽和降雨入滲分析[J]. 蔣中明,熊小虎,曾鈴. 巖土力學(xué). 2014(03)
[7]坡腳開挖誘發(fā)古滑坡復(fù)活的機制分析[J]. 陳春利,賀凱,李同錄. 西北地質(zhì). 2014(01)
[8]基于FLAC3D的飽和-非飽和滲流分析[J]. 李毅,伍嘉,李坤. 巖土力學(xué). 2012(02)
[9]高速黃土滑坡液化-汽化效應(yīng)定量研究[J]. 倪衛(wèi)達,雍睿,葛云峰,鄒宗興. 安全與環(huán)境工程. 2010(05)
[10]飽和黃土穩(wěn)態(tài)強度特性的試驗研究[J]. 周永習(xí),張得煊,羅春泳,陳軍. 巖土力學(xué). 2010(05)
碩士論文
[1]列車長持時振動引起黃土滑坡滑帶土微結(jié)構(gòu)變化研究[D]. 任權(quán).西北大學(xué) 2008
本文編號:3570259
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