降雨对固化黄土边坡稳定性的影响

发布时间：2017-03-15 21:49

  本文关键词：降雨对固化黄土边坡稳定性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄土是处于干旱-半干旱地区的一种粉性黏土,其物理力学性质在降雨与蒸发的作用下不断变化,此外,黄土具有湿陷性、垂直节理等不良工程特性,使得滑坡灾害时常发生,如何保证黄土边坡的稳定性已成为亟需解决的问题,而降雨是诱导黄土边坡的失稳的主要因素,因此,研究降雨条件下黄土边坡的稳定性具有较大的理论意义和应用价值。本文以太原周边黄土为研究对象,在室内试验的基础上,建立数值分析模型,就不同降雨类型下固化黄土边坡的稳定性进行了分析研究。取得的主要研究成果如下:(1)进行了不同掺量下SH固化黄土的液塑限试验及土水特征曲线试验,并用origin8.0软件对试验结果拟合分析,再采用Fredlund等人提出的非饱和渗透系数计算方法求得了不同掺量下固化黄土的非饱和渗透曲线。得出:SH能明显提高黄土的液限、塑限及塑性指数和固化黄土具有较好的持水性能的结论,但并不是掺量越多,效果越好。(2)现阶段研究降雨对边坡稳定性的影响时主要考虑的是等强雨型,本文采用有限元Geo-studio软件,在VADOSE模块分析黄土边坡初始状态的基础上,运用SEEP模块建立渗流分析模型,就不同前期降雨、不同降雨类型、不同裂隙深度下边坡的渗流场进行模拟分析,在总结分析渗流场变化规律的基础上,揭示降雨对黄土边坡稳定性的影响机理。(3)将SEEP模块分析的渗流场作为初始条件导入到SLOPE模块中,并采用Mogenstern—普赖斯安全系数法分析边坡的稳定性,研究发现:单峰降雨类型对边坡的破坏最大,均匀降雨最小,且不同的降雨强度下其安全系数下降段的斜率不同。(4)以单峰降雨为例,在求得SH最佳掺量的基础上,模拟分析SH的适宜掺入厚度,得出:SH固化黄土边坡的最佳掺量为14%,适宜铺入厚度为60cm。通过上述研究分析,得出将固化剂SH运用到边坡中以提高其稳定性是科学合理的,研究结果为固化土改良技术提供了理论参考价值。
【关键词】：降雨 SH 土-水特征曲线 Geo-studio
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景、目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 非饱和土的性质11-12
• 1.2.2 降雨作用下边坡的稳定性研究12-14
• 1.2.3 固化剂改良的运用14-16
• 1.3 目前研究存在的问题16
• 1.4 本文研究目标及主要内容16-18
• 1.4.1 研究目标16-17
• 1.4.2 主要内容17-18
• 1.5 技术路线图18-19
• 第二章 试验方案设计19-27
• 2.1 试验材料19-20
• 2.1.1 黄土19
• 2.1.2 SH固化剂19-20
• 2.2 液塑限试验20-22
• 2.2.1 液塑限联合测定仪20
• 2.2.2 试验设计20-21
• 2.2.3 试验步骤21-22
• 2.2.4 结果分析22
• 2.3 土水特征曲线试验22-27
• 2.3.1 试验设备及原理22-24
• 2.3.2 试验设计24
• 2.3.3 试验步骤24-27
• 第三章 固化黄土的土水特征曲线及非饱和渗透曲线27-39
• 3.1 概述27
• 3.2 土水特征曲线的影响因素27
• 3.2.1 土体孔隙结构的影响27
• 3.2.2 土体矿物成分的影响27
• 3.3 土水特征曲线的拟合27-30
• 3.3.1 Brooks-Corey（1964）模型28
• 3.3.2 Van-Genuchten(1980)模型28-29
• 3.3.3 Mckee和Bumb(1984)模型29
• 3.3.4 Fredlund-Xing模型29-30
• 3.4 不同SH掺量下的土水特征曲线30-36
• 3.4.1 干密度的影响30-32
• 3.4.2 固化剂掺量的影响32-36
• 3.5 固化黄土的非饱和渗透曲线36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 Geo-studio在非饱和黄土边坡渗流分析中的应用39-54
• 4.1 非饱和土流动定律39
• 4.2 降雨入渗的基本理论39-40
• 4.3 Geo-studio软件介绍40-41
• 4.3.1 SEEP/W模块40
• 4.3.2 SLOPE/W模块40-41
• 4.3.3 VADOSE/W模块41
• 4.4 降雨条件下模型的建立与分析41-44
• 4.4.1 模型的建立41-42
• 4.4.2 降雨方案设计42-44
• 4.5 结果分析44-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第五章 降雨对黄土及固化黄土边坡稳定性的影响54-67
• 5.1 前言54
• 5.2 非饱和黄土边坡的稳定性分析方法54-55
• 5.2.1 非饱和土的抗剪强度理论54-55
• 5.2.2 非饱和土的边坡稳定分析55
• 5.3 模型的建立与分析55-66
• 5.3.1 模型的建立和参数的选取55-57
• 5.3.2 结果分析57-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文73

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