庫水下降條件下土體滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、自從意大利瓦依昂水庫庫岸邊坡垮塌的慘劇發(fā)生以后，庫水位變化影響條件下的邊坡穩(wěn)定性的研究開始引起極大關(guān)注，目前在這一課題上已有大量的學(xué)術(shù)成果，包括實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算理論研究，就計(jì)算理論方面而言，目前研究的焦點(diǎn)主要集中在了強(qiáng)度折減法在庫岸邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算問題上，現(xiàn)已有大量文獻(xiàn)對這一方法進(jìn)行研究但仍存在一些的問題有待解決，例如，滲流場與應(yīng)力場的耦合計(jì)算，強(qiáng)度折減法的破壞判據(jù)缺少定量化的衡量標(biāo)準(zhǔn)，對于非飽和土滲流特性對庫岸邊坡穩(wěn)定性影響的研究較少，

2、針對以上問題，本文進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　1、闡述了多孔介質(zhì)中流固耦合原理。闡述了有限元強(qiáng)度折減法的原理，對其破壞判據(jù)進(jìn)行了討論，并針對庫水位變化條件下的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算提出了一種新的破壞判據(jù)，使得破壞的臨界條件得以量化;
　　2、通過對ABAQUS通用有限元軟件進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了庫水位隨時間變化的邊界條件，在此基礎(chǔ)上建立了有庫水位變化的均質(zhì)土邊坡模型。當(dāng)認(rèn)為土體非飽和區(qū)滲透系數(shù)不隨含水量變化時，針對這一模型分析了當(dāng)庫

3、水位以1m每天的速度下降時不同飽和滲透率對邊坡內(nèi)部浸潤線位置以及相應(yīng)安全系數(shù)的影響;
　　3、采用了Fredlund和Xing提出的估算方法對非飽和的土水特征曲線、以及其相應(yīng)的非飽和滲透系數(shù)進(jìn)行估算，并分析了該估算方法中三個參數(shù)對土水特征曲線以及非飽和土滲透系數(shù)的影響。另外，還將這一非飽和土估算方法計(jì)算得到的參數(shù)應(yīng)用于庫岸邊坡有限元模型，實(shí)現(xiàn)了對庫水位下降條件下非飽和非穩(wěn)定滲流邊坡的模擬，在此基礎(chǔ)上分析了這三個參數(shù)對庫水位下降過程

4、中浸潤面以及安全系數(shù)的影響。并通過這一分析與飽和滲透率的影響分析進(jìn)行對比;
　　4、采用研究得到的非飽和非穩(wěn)定滲流模型對沙子寨水庫除險(xiǎn)加固工程進(jìn)行了有限元計(jì)算分析與設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)范要求對該水庫大壩的滲流穩(wěn)定性和整體抗滑穩(wěn)定性進(jìn)行了復(fù)核，同時對規(guī)范要求的工況進(jìn)行了擴(kuò)展，分析水庫大壩在不同降速條件下的滲流穩(wěn)定性和整體抗滑穩(wěn)定性。介紹了土石壩滲流加固的常用工程方法，并選擇了適用于該工程的方案。對加固后的壩體建立了相應(yīng)的有限元模型，并分析了