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《基于基于三維非飽和滲流計(jì)算的邊坡穩(wěn)定性分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于三維非飽和滲流計(jì)算的邊坡穩(wěn)定性分析姓名:徐艷申請學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):巖土工程指導(dǎo)教師:劉建坤20050301摘要本論文主要研究降雨在非飽和土多孔介質(zhì)中的滲流及弓f起的非飽和邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律。綜合考慮了雨水入滲作用下土體的滲透性、土的抗剪強(qiáng)度這兩個(gè)因素,對(duì)非飽和土邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,重點(diǎn)就在于建立基于三維非飽和滲流的非飽和邊坡穩(wěn)定性分析方法,得出不同降雨時(shí)刻坡體內(nèi)的孔隙水壓力分布,分析邊坡穩(wěn)定時(shí)充分考慮了基質(zhì)吸力的影響。首先運(yùn)用有限元方法進(jìn)行滲流分析,將土質(zhì)邊坡中的降雨入滲過程建立三維模型進(jìn)行模擬,
2、計(jì)算三維飽和一非飽和滲流,求解給定降雨條件下邊坡土體內(nèi)的瞬態(tài)滲流場和孔隙水壓力分布,由此判斷受滲流影響最大的斷面:通過試驗(yàn)確定土體體積含水率與基質(zhì)吸力的關(guān)系曲線(土一水特征曲線),應(yīng)用FredIund提出的非飽和土抗剪強(qiáng)度理論以及極限平衡理論,研究了考慮基質(zhì)吸力影響的邊坡安全系數(shù)計(jì)算方法,這樣就可以計(jì)算降雨條件F不同時(shí)刻的上質(zhì)邊坡瞬態(tài)安全系數(shù),進(jìn)而分析不同雨型及降雨持續(xù)時(shí)間對(duì)邊坡安全系數(shù)的影響,在時(shí)間和空間上更加準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)邊坡在降雨條件下的穩(wěn)定性變化規(guī)律。關(guān)鍵詞:非飽和土,降雨,滲流,基質(zhì)吸力,邊坡穩(wěn)定AbstractThisp
3、aperismainlyconcernedwiththeanalysisoftheside—slopestability,whichisbasedonthecomputationofthethree—dimensionunsaturatedseepage.Firstly,accordingtotherainfallcharactersoftheunsaturatedsideslope,locatedinHongKong,seepageanalysisiscarriedout.Duringtheprocess,three—dime
4、nsionmodelisbuiltinthesoftwareGMStosimulatethetransientinfiltrationfieldofthesideslope,causedbytheraining,andfindoutthedifferentdistributionoftheinterstitialwatercompressionwiththevarianttime,namely,thedistributionofthematricsuction.Then,theanalysisoftheside—slopesta
5、bilityisfollowedBasedonthepreviousresult,themethodoftheultimateequilibriumandthetheoryoftheMole—Columbaleadoptedtofigureouttheshearstrengthoftheunsaturatedsoil.Afterward,thesafetyfactor,influencedbythematricsuction,willbeworkedout.Atlast,thepaperwillbepenoffwitharela
6、tivesystemicresearchingmethodonhowtotaketherainfallintoaccountintheslopestabilityanalysisKeywords:unsaturatedsoil,rainfall,seepage,matricsuction,slopestability第一章非飽和邊坡問題的研究現(xiàn)狀1.1選題的目的和意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在山區(qū)修建的鐵路、公路、管線等工程越來越多,而相應(yīng)的路基工程中邊坡加固治理工程也越來越顯得突出,邊坡工程穩(wěn)定性問題亦越來越引起重視,邊坡一旦失穩(wěn)
7、,輕則運(yùn)輸堵塞,重則將對(duì)人類的生命財(cái)產(chǎn)帶來重大威脅。國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)邊坡的穩(wěn)定性研究進(jìn)行了大量的卓有成效的工作,并取得了不少有意義的研究成果。值得指出的是,所有的這些研究工作大多數(shù)都是針對(duì)粘性土、砂土等飽和土邊坡進(jìn)行的,或者只是針對(duì)實(shí)際工程問題而進(jìn)行的加固技術(shù)方面的研究,而對(duì)于像由黃土、殘積土或坡積土等所組成的非飽和土邊坡研究甚少,或有所研究,但卻沒有考慮這類土體的非飽和特性。非飽和土在我國分布相當(dāng)廣泛,特別是在南方地區(qū),殘積土、膨脹土等分布范圍很大。這些地區(qū)的山地或人工邊坡在雨季常發(fā)生崩塌、錯(cuò)落甚至滑坡,而且以淺層破壞最為多見
8、。由于近地表淺層土多為非飽和土,氣候變化對(duì)其力學(xué)性狀有很大,因此,開展非飽和土邊坡的穩(wěn)定性研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。自從Terzaghi在1942年創(chuàng)建《土力學(xué)》以來,人們對(duì)粘性土、砂土這類i匕的飽和狀態(tài)的研究已經(jīng)相當(dāng)深入,但對(duì)非飽和土的研究起步較晚。非飽和土