陇东二元地层边坡降雨入渗试验研究及其入渗规律评价

发布时间：2020-05-25 11:18

【摘要】：作为国家战略储备性油气田,其发展离不开大量的场站、管线和厂矿建设工程,然而由于地方土地征地协调问题导致油区征地大多为坡地,从而导致了油区存在着大量的自然边坡以及开挖或填土等形成的边坡,降雨型滑坡灾害日益成为许多油气田场站、管线等产能和厂矿建设和运营安全的严重制约因素之一。本文通过自行设计的人工模拟降雨装置进行现场试验监测,以陇东地区具有典型意义的二元地层边坡为研究对象,实测不同降雨条件下边坡水分入渗深度以及不同深度处土体体积含水率、基质吸力和土压力的变化,并分析降雨入渗过程中边坡坡面冲刷规律,最后应用Geo-studio有限元软件SEEP/W模块,开展数值计算,研究了不同雨强下边坡降雨入渗的渗流场变化,并且得到了边坡降雨入渗深度随时间的变化曲线。主要得到以下结论:1、针对目前边坡降雨测试中人工模拟降雨装置的不足,本文提出了一种“扫喷式”人工模拟降雨装置,通过“扫喷式”降雨方式控制降雨时长来达到降雨量要求,在降雨操作方式方面上能够使得降雨时间尽可能得到延伸,可以更有效地接近模拟实际小雨、中雨、大雨和暴雨等雨强及雨量。2、二元地层边坡的坡面冲刷规律明显不同于均质边坡,上层土体坡面冲刷现象比下层土体的坡面冲刷现象明显,这跟两种土体的渗透性与强度有关,上层土体渗透性大,水分入渗快,土体强度小,土颗粒迁移需要的能量也小,表现为上层土体坡面冲刷侵蚀现象明显,下层土体渗透系数相对较小,水分入渗慢,体积含水率响应时间长,下层土体水分入渗明显滞后。3、二元地层边坡降雨入渗呈现一定的规律,坡顶体积含水率最先发生变化,坡中次之,坡脚最晚,下层土体体积含水率响应时间明显滞后于上层土体,该现象的出现与下层土体性质密切相关,下层土体渗透系数较小,水分入渗较慢,体积含水率响应时间较长,该变化规律显然不同于均质土坡的变化规律。4、在数值结果中,不同降雨工况下,坡体内各测点的体积含水率变化规律与现场试验中各测点处体积含水率变化规律基本相同。
【图文】：

诱发因素

的植被较为稀疏，雨水多集中在夏季，且多为暴雨，冲刷侵蚀现象严重，，逐渐形成沟壑交错的塬、墚、地、工程建设均分布在斜坡上。特殊的地质、地貌和地理特征，使得该区素以强烈的土壤侵蚀作用、严重害而著称，目前已成为我国水土流失最为严重、地质出的地区之一。作为国家战略储备性油气田，其发展程，然而由于地方土地征地协调问题导致油区征地大量的自然边坡以及开挖或填土等形成的边坡，降雨型管线等产能和厂矿建设和运营安全的严重制约因素致和诱发滑坡作用发生的主要因素[1-5]。根据“中国国发生的滑坡灾害有 70%是由降雨作用引起的[6]，如降强降雨的作用下，深圳市梅林关口一填土边坡突人受伤[7]；贵州省三穗县平溪特大桥上方边坡在连发生在 2003 年 5 月 11 日，约 3 万立方米的土方掩埋成了严重的生命财产损失[8]，这样类似的例子还可

管网,雨强,喷头,黄土路基

水表、控制阀、水压表、喷头、降雨管路等而成。该降雨系统通过调节控制阀可以产生谢妮等[39]为研究黄土路基边坡降雨响由喷头、流量表、输水管道、水泵、固定脚得到不同的降雨强度李焕强等[58]在边坡模型试验中使用的管并排焊接构成，间隔 20cm，管上每 10cm增压泵共同组成（如图 1-3（a）所示）。徐向舟等[59]等研制了一套 SX2002 管网及供水系统三部分组成，支架用角钢和槽钢相邻喷孔间距 10cm。该降雨系统由潜水泵的控水阀门调整雨强的大小。（如图 1-3（b罗先启等[60]在滑坡模型试验研究中使统、控制器和上位机及软件组成，此试验平部件（电磁阀）执行雨强转换控制，其开关
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43

【参考文献】