為探究降雨入滲下裂土邊坡水分運移時空特征與失穩(wěn)機理,自主研制了足尺模型試驗系統(tǒng)和光纖布拉格光柵(FBG)深部柔性位移系統(tǒng),對邊坡漸進破壞進行了全過程、多物理量聯(lián)合監(jiān)測,揭示了降雨入滲作用下裂土邊坡的漸進變形和破壞演化模式;基于裂土邊坡的漸進破壞模式,提出了土體飽和比概念,將裂隙深度范圍滑體分為飽和層和非飽和層;以土體飽和度變化描述了含隨機分布裂隙的邊坡水分運移規(guī)律,并結(jié)合剛體極限平衡法探討了由裂隙控制的邊坡失穩(wěn)機制。研究結(jié)果表明:對于未形成裂隙的邊坡,連續(xù)降小雨時淺層變形受表層基質(zhì)吸力控制;裂隙形成后,雨水沿裂隙快速入滲形成暫態(tài)飽和區(qū),導(dǎo)致基質(zhì)吸力降幅達(dá)82.50%～87.14%,而由其貢獻的抗剪強度迅速損失,從而形成初期溜滑、片蝕等淺層變形,降雨停止后坡體仍處于蠕變過程,坡腳與坡頂位移增幅分別為23.40%和19.39%;蒸發(fā)后裂隙規(guī)模發(fā)展增大了雨水對滲流場的影響范圍和邊坡破壞規(guī)模;土體經(jīng)歷脹縮、蠕變而變得松散,裂縫區(qū)深部土體體積含水率較初始狀態(tài)的增幅為205.7%;同一降雨條件下,初始裂隙深度愈深,穩(wěn)定系數(shù)愈低,破壞愈快;對具有同一裂隙深度的邊坡,其穩(wěn)定系數(shù)隨土體飽和比的增加逐漸降...

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

圖1模型試驗系統(tǒng)與模型邊坡

試驗原型邊坡位于池州長江公路大橋K17+000處,坡體出露灰白色殘積土,具有弱膨脹性,邊坡平均高度為3.5m。原設(shè)計坡率為1∶1,開挖后邊坡因未及時防護,出現(xiàn)反復(fù)變形破壞,增加了邊坡治理難度。模型試驗框架尺寸為6.0m(長)×3.0m(寬)×3.0m(高),試驗系統(tǒng)由槽鋼....

圖2監(jiān)測元件布設(shè)示意(單位:cm)

天然降雨主要特性參數(shù)包括降雨強度、降雨均勻性和雨滴直徑[23]。通過3種型號噴頭組合實現(xiàn)不同降雨強度模擬,雨強率定范圍為10.4～256.8mm·h-1,降雨均勻度大于80%,中數(shù)直徑范圍為1.473～2.562mm。區(qū)內(nèi)6月降雨量最多,最大日降雨量為282.3mm。降雨歷....

圖3光纖光柵位移計標(biāo)定結(jié)果

將光纖光柵柔性位移計視為等截面懸臂梁,其橫截面形心在垂直方向的線位移為該截面的撓度,傳感器變形后的軸線為一條平滑的連續(xù)曲線,滿足平截面假定,柔性位移計的微小撓度即為相應(yīng)位置的橫向位移。自主研制標(biāo)定框架并選取柔性位移計頂端、中部、底部進行彎曲變形室內(nèi)標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果見圖3,其中:f為....

圖4裂隙發(fā)展與邊坡破壞形態(tài)

表2模型邊坡變形全過程特征Tab.2Characteristicsofwholedeformationprocessofslopemodel典型變形時間結(jié)束節(jié)點/h降雨階段破壞階段變形現(xiàn)象描述26.45連續(xù)小雨片蝕靜置期出現(xiàn)的脹縮裂隙較淺,雨水快....

本文編號：3980179