降雨條件下非飽和黃土邊坡穩(wěn)定性分析.pdf

1、常年處于干旱-半干旱黃土地區(qū)的邊坡在雨季將受到雨水的入滲作用,從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。這些邊坡的土質(zhì)大多屬于非飽和土,非飽和土中基質(zhì)吸力將會(huì)增加土體的抗剪強(qiáng)度,使邊坡更加穩(wěn)固。雨水入滲將減小土體基質(zhì)吸力,從而減小土體的抗剪強(qiáng)度。
　　降雨入滲使坡體的含水率有所增加,含水率的增加導(dǎo)致土體孔隙壓力發(fā)生變化。降雨強(qiáng)度、降雨持續(xù)時(shí)間和邊坡坡度等也會(huì)影響坡體的含水率的分布。非飽和土的基質(zhì)吸力與含水率有關(guān),其滲透系數(shù)與含水率也存在一定聯(lián)系。此外,干

2、密度與孔隙率有直接的關(guān)系,而孔隙率決定著非飽和土的飽和度,從而,不同干密度的土體其土-水特征曲線也將不同。要研究非飽和土邊坡的強(qiáng)度問題,就應(yīng)該先探討基質(zhì)吸力、滲透能力與含水率的關(guān)系。為了研究以上問題,論文主要做了以下幾方面工作:
　　(1)通過GCTS儀器,測量了三種不同干密度的黃土的排干土-水特征曲線,并進(jìn)行了擬合,分析了干密度對土-水特征曲線的影響。分析了擬合參數(shù)的意義,參數(shù)對曲線形狀的影響和試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的誤差。

3、　　(2)通過飽和土的基本滲流理論重新推導(dǎo)了飽和-非飽和滲流的基本微分方程。滲流場分析中,給出了降雨條件下的邊界條件和初始條件,模擬了在不同降雨持續(xù)時(shí)間、降雨強(qiáng)度和坡度條件下坡體含水率的分布情況。并進(jìn)一步分析了上述三種情況下含水率的變化過程中孔隙水壓力的變化規(guī)律。
　　(3)利用滲流場分析的結(jié)果進(jìn)行了應(yīng)力場和邊坡穩(wěn)定性分析。計(jì)算了降雨和坡度發(fā)生變化時(shí)應(yīng)力場的分布和邊坡穩(wěn)定系數(shù)的變化規(guī)律。此外,在邊坡穩(wěn)定性分析中設(shè)置了前面通過試驗(yàn)所