本文關鍵詞：庫岸路基變形特性研究

  更多相關文章： 庫岸 路基 飽和-非飽和分析 強度 變形 滲流 敏感性

【摘要】：很多公路位于河岸或庫岸地段,由于庫(河)水位的變動導致地下水的升降,進而引起路基的沉降或隆起,也會產(chǎn)生不均勻變形,從而引起路面結(jié)構(gòu)的破壞,甚至產(chǎn)生滑坡。然而對于庫岸路基邊坡來說,相當一部分的沉降或隆起發(fā)生在非飽和土區(qū)域。為此,需要使用飽和-非飽和土理論深入探討庫水位變化對庫岸邊坡路基變形及破壞的影響,這對認識庫岸邊坡路基的變形機制及病害的防治具有實際意義。為此,本論文開展了以下工作：首先,開展非飽和巖土的強度及變形特性研究,在收集分析現(xiàn)有試驗資料的基礎上,總結(jié)不同類型巖土變形及強度指標隨含水率變化的規(guī)律,并建立含水率與巖土變形及強度參數(shù)的函數(shù)關系,為實際工程中非飽和巖土體的物理力學參數(shù)的取值提供依據(jù)。其次,利用GEO-Studio有限元軟件中SEEP/W模塊,結(jié)合非飽和土滲流理論建立了庫區(qū)邊坡二維飽和-非飽和滲流模型,模擬分析了庫水位變動不同工況下邊坡滲流場的演變規(guī)律,重點探討了庫水位升降及不同庫水位下降速率對坡體浸潤線和孔隙水壓力的影響。計算得到庫水位上升時浸潤線逐漸抬升,為上凹曲線；庫水位下降時浸潤線逐漸降低,為上凸曲線；庫水位為常水位時,浸潤線逐漸趨于平緩。庫水位下降速率越大,邊坡滲流滯后效應就越明顯。另外,邊坡孔隙水壓力隨庫水位上升(下降)而增大(減小),且離斜坡面越遠,土體孔壓對坡前水位變化響應的滯后現(xiàn)象越明顯。再次,獲得庫岸路基邊坡土體瞬態(tài)滲流場后,利用GEO-Studio有限元軟件中SIGMA/W模塊,基于滲流-應力非完全耦合分析方法,模擬庫水位變動不同工況下邊坡應力場和位移場的演變規(guī)律,并進行庫岸路基的非飽和沉降計算,分析庫水位變化對路基沉降或隆起的影響。分析表明,庫岸路基邊坡變形與庫水位升降及其速率有關,且近庫岸邊坡和路基的變形受庫水位升降影響較大,遠離庫岸的邊坡和路基的變形受庫水位升降影響較小,庫岸路基變形與庫水位下降速率快慢成正相關關系。最后,本文結(jié)合工程實例研究庫水位下降時填土物理力學參數(shù)對邊坡路基變形的影響,對各參數(shù)敏感性進行量化分析,并對比分析了高填土路基為粉質(zhì)粘土砂土2種巖土類型介質(zhì)下的滲流及變形特征。結(jié)果表明,彈性模量對路基沉降的敏感性最大,泊松比次之,飽和滲透系數(shù)對其的影響不明顯。另外,粉質(zhì)粘土滲流的滯后效應較砂土明顯,且其路基變形受庫水位影響較大。
【關鍵詞】：庫岸 路基 飽和-非飽和分析 強度 變形 滲流 敏感性
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.1;TV223
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 土體飽和-非飽和瞬態(tài)滲流研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 土體固結(jié)理論及計算方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 填土參數(shù)對路基沉降變形影響研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究內(nèi)容與技術路線17-18
• 1.4 論文創(chuàng)新點18-19
• 第二章 巖土力學性質(zhì)與含水率的關系19-39
• 2.1 巖石強度及變形與含水率的關系19-26
• 2.1.1 巖石強度與含水率的關系19-24
• 2.1.2 巖石變形與含水率的關系24-26
• 2.2 土的強度及變形與含水率的關系26-37
• 2.2.1 土的強度與含水率的關系26-34
• 2.2.2 土的變形參數(shù)與含水率的關系34-37
• 2.3 本章小結(jié)37-39
• 第三章 非飽和土滲流、固結(jié)理論及其控制方程39-51
• 3.1 非飽和土滲流基本理論及其控制方程39-42
• 3.1.1 達西定律39
• 3.1.2 二維飽和-非飽和滲流控制方程39-41
• 3.1.3 SEEP/W有限元滲流方程41-42
• 3.2 非飽和滲流參數(shù)的確定42-46
• 3.2.1 非飽和土的滲透系數(shù)42-44
• 3.2.2 非飽和土的土水特征44-46
• 3.3 非飽和土固結(jié)理論基本理論和控制方程46-48
• 3.3.1 非飽和土變形的機理46-47
• 3.3.2 SIGMA/W有限元方程47
• 3.3.3 非飽和土的變形特性47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第四章 庫岸路基邊坡滲流-變形工程實例分析51-79
• 4.1 引言51
• 4.2 工程概況51-53
• 4.2.1 工程地質(zhì)條件52-53
• 4.2.2 水文地質(zhì)條件53
• 4.3 二維有限元數(shù)值模擬53-77
• 4.3.1 計算模型54-56
• 4.3.2 滲流場分析56-62
• 4.3.3 應力場分析62-66
• 4.3.4 位移場分析66-77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第五章 庫岸路基填土參數(shù)對路基變形影響研究79-91
• 5.1 引言79
• 5.2 路基變形參數(shù)敏感性計算79-80
• 5.3 參數(shù)敏感性分析80-84
• 5.3.1 飽和滲透系數(shù)對路基沉降的影響80-82
• 5.3.2 彈性模量對路基沉降的影響82-83
• 5.3.3 泊松比對路基沉降的影響83-84
• 5.4 不同土體類型路基沉降特征84-90
• 5.4.1 計算模型85-87
• 5.4.2 數(shù)值計算與分析87-90
• 5.5 本章小結(jié)90-91
• 第六章 結(jié)論91-95
• 6.1 主要結(jié)論91-93
• 6.2 需要進一步開展的工作93-95
• 致謝95-97
• 參考文獻97-103
• 附錄-研究生期間參加的項目和發(fā)表的論文103

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