降雨对云南某机场高填方地基影响研究

发布时间：2018-06-19 06:00

本文选题：降雨 + 高填方地基　；参考：《成都理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着“一带一路”战略的提出和推进,把云南打造成我国边境经济合作区的“空中走廊”成为地区经济发展的新引擎。云南山多平地少,全省90%以上是山区,机场建设不可避免要向山区过渡。云南山区地貌单元多变,地形复杂,大面积土地高低参差,纵横起伏,而机场建设工程场地挖填面积大,填方高度大,跨越的水文和工程地质单元多,工程地质问题十分复杂。在降雨条件下,机场高填方地基工程地质问题进一步放大,突发性的边坡失稳情况屡见不鲜。因此,机场高填方地基不仅面临着复杂的施工困难和原有场地稳定性问题,又面临着大面积填筑后因降雨和地下水作用带来的一系列地基稳定性和边坡稳定性问题。本文以云南某机场为例,以研究区工程地质条件,填筑体物质、结构特征为基础,基于饱和-非饱和土降雨入渗理论、渗流理论,采用现场监测和数值模拟的方法对降雨作用对高填方地基在时间和空间上的影响展开研究。获得的主要认识和成果如下:(1)研究区属可溶岩地区,但岩溶主要发育于机场地基附加应力影响深度以下,对机场地基稳定性无影响。研究区地形复杂,沟谷发育,其中11#沟横穿机场跑道,沟谷及斜坡地带红黏土层厚度可达10m以上,填筑地基最大填方高度92m,高填方工程面临降雨作用下的地基沉降、边坡稳定性问题。(2)现场调查和监测结果分析显示,降雨作用对填方地基变形影响很大。填筑地基在降雨作用下的变形主要表现为不均匀沉降和边坡局部鼓胀、管涌甚至流土。地基发生沉降的主要原因是湿化沉降,边坡发生变形的主要原因是渗透变形。(3)通过土石混合体渗透性试验可知:含石量对土石混合体渗透性具有很大的影响,且渗透系数随着含石量的增大成指数增大。当含石量小于30%时,渗透系数相对较小,增大水头压力,渗流速度增大,试样在强大的渗流力作用下发生鼓胀变形,试样表面发生破坏。当含石量介于30%-50%时,渗透系数会相应提高一个数量级,该阶段渗透会带走极细的红黏土颗粒,渗透水浑浊。当含石量大于50%时,此时渗透系数会继续增大一个数量级,继续增加水头,试样渗透系数激增,试样发生冒泡,水流波涌,说明此时试样已经在渗透力作用下形成渗流通道,在工程上可认为发生了“管涌”。(4)采用非饱和土渗流数值分析获得了不同降雨条件下填筑地基渗流场特征:(1)非饱和土石混合体降雨入渗范围主要为填筑体浅表层,随着降雨入渗,坡顶及坡肩率先出现暂态饱和区,渗流沿着坡体表层向坡脚聚集;暂态饱和区发展和消散规律不同,最先达到暂态饱和的区域最后消散;(2)降雨强度越大,填筑体达到暂态饱和时间越短,湿润峰位置越深,孔隙水压力相应越高;(3)降雨持时越长,和降雨强度增大具有相似的效应;(4)岩土体渗透系数越小,降雨入渗越困难,入渗后消散也越困难,孔隙水压力相应更高;(5)在坡脚设置排水措施更利于坡体孔隙水压力消散,即遵循“顺势排水”原则;(6)填筑地基原地形对坡体内孔隙水压力分布具有很大影响,原地形平缓时,填方厚度相当,当孔隙水在某一处汇集或向下渗透时也可向周围土体消散,不会导致坡体局部孔隙水增高。(5)通过耦合孔隙水压力的岩土应力应变分析可知:降雨对高填方地基应力场、位移场均有影响,竖向位移主要出现在坡顶,横向位移主要出现在边坡中上部。(6)降雨作用下高填方地基塑性区的发展规律具有与暂态饱和区发展规律一致的趋势;在降雨工况下,填方地基整体稳定,坡肩、坡脚等局部区域不稳定。边坡稳定性系数随降雨持时增加具有降低的趋势,且变化规律受暂态饱和区发展规律影响。
[Abstract]:This paper studies the influence of rainfall on the foundation settlement and slope stability of the high - fill foundation under the conditions of rainfall and groundwater . The main reason for the settlement of the foundation is that the main reason for the settlement of the foundation is the wetting and settlement , and the main reason for the deformation of the slope is seepage deformation . ( 3 ) The permeability coefficient increases by an order of magnitude as the stone content is less than 30 % . The permeability coefficient will increase by an order of magnitude when the rock content is less than 30 % . When the content of rock - containing amount is 30 % -50 % , the permeability coefficient will increase by an order of magnitude . When the content of rock - containing amount is greater than 50 % , the permeability coefficient will continue to increase by an order of magnitude . When the content of rock - containing amount is greater than 50 % , the permeability coefficient will continue to increase by an order of magnitude . When the content of rock - containing amount is greater than 50 % , the permeability coefficient will continue to increase by one order of magnitude . ( 4 ) The seepage field of the filling foundation under different rainfall conditions is obtained by the numerical analysis of unsaturated soil seepage : ( 1 ) The infiltration range of the unsaturated soil - rock mixture is mainly the shallow surface layer of the filling body ;
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：V351.1;TU470

【参考文献】