动力荷载下土体非饱和—饱和渗流特性研究

发布时间：2020-06-26 07:21

【摘要】：矿区开采过程中,开挖造成地下水位的变化,从而引起渗流发生变化。渗流造成矿区积水不仅影响工程进展,而且矿区内爆破等动力荷载较频繁,对渗流的影响将更加强烈。本文结合常德雷公庙石灰岩矿,通过对矿区内的粉砂质粘土在动力荷载下的非饱和-饱和渗流特性的研究,来分析土体受动力荷载影响下渗流的变化情况。通过室内试验、模型试验和数值模拟三种方法,研究了动力荷载下土体的渗流。得到以下结论:(1)通过对室内试验得出试验土样的基本参数,并在此基础上进行渗透试验;根据传统的渗透试验仪器改进设计了动力荷载渗透试验装置,并通过此渗透试验装置进行室内模型试验。试验结果表明,动力荷载的作用增加了土体非饱和-饱和的渗流速度。(2)通过对比试验过程中土压力的变化,发现动力荷载的作用使土体在非饱和-饱和渗流过程中土压力增大;在相同条件下,通过分析非饱和-饱和渗流过程中土体含水量的变化发现,动力荷载作用使土体渗流过程中含水量增大;通过在模型箱侧设置的测压管的压力变化,分析得出动力荷载使渗流过程中的水头损失减少;通过综合分析试验过程中湿润锋与渗透出水量的变化情况,发现动力荷载对土体非饱和-饱和渗流的影响具有滞后效应;即动力荷载对土体非饱和-饱和渗流的影响不会随即宏观显现出来,会随着时间历时而逐渐显现出来。(3)通过FLAC3D数值模拟计算,在验证数值模拟可行的基础上,通过改变动力荷载的大小,来分析动力荷载对土体渗流过程中孔隙水压力的影响。数值计算结果表明,随着动力荷载的逐渐增大,土体孔隙水压力的变化逐渐增大;孔隙水压力的响应情况是随着距离动力荷载施加点的远近不同而不同,距离动力荷载施加位置越近,孔隙水压力的增加越大,响应也越激烈,反之亦然。通过孔隙水压力的变化情况并结合理论分析可以得出,随着动力荷载的不断增大,土体的渗流也越显著,这也将影响到土体的基本结构的稳定性。但是这都是在土体基本内部结构没有遭到彻底破坏的前提下得到的。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43
【图文】：

图２－１邋土水特征曲线逡逑２．邋土水特征曲线的特征参数逡逑（１）残余饱和av与有限饱和度逡逑残余饱和度反映土中水为结合水的实质

图２－２典型的土水特征曲线逡逑气侵入值对应的土水特征曲线在高饱和状态下的拐点处，水侵入值对应于土逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;非正规垃圾填埋场地污染治理技术研究与示范工程[J];建设科技;2015年10期

2 王成华;万正义;张成林;;非饱和砂土坡面降雨非正交入渗试验与数值模拟研究[J];岩土工程学报;2015年08期

3 李延涛;宗金辉;王成华;潘丽雅;李福成;;降雨条件下饱和-非饱和土边坡渗流场分析[J];河北农业大学学报;2014年03期

4 关金龙;;罕遇地震作用下边坡的动力响应和稳定性分析[J];金属矿山;2014年04期

5 蒋中明;熊小虎;曾铃;;基于FLAC~(3D)平台的边坡非饱和降雨入渗分析[J];岩土力学;2014年03期

6 侯鹏;;水和地震耦合作用下边坡稳定性变化规律[J];露天采矿技术;2014年02期

7 沈小克;韩煊;周宏磊;孙保卫;;岩土工程在可持续发展中的新使命[J];工程勘察;2013年04期

8 王伟锋;耿峗;王青振;单新建;陈晓利;;降雨型与地震型滑坡试验研究[J];地震地质;2012年04期

9 龚文俊;李明永;吴志坚;;降雨和地震耦合作用对滑坡稳定性的影响——以甘肃西和Ⅲ号滑坡为例[J];西北地震学报;2012年02期

10 李毅;伍嘉;李坤;;基于FLAC~(3D)的饱和-非饱和渗流分析[J];岩土力学;2012年02期

相关会议论文 前2条

1 朱俊高;许莹莹;曹荣;金伟;;地震作用下土石坝边坡稳定性分析研究[A];首届全国水工抗震防灾学术会议论文集[C];2006年

2 谢定义;张建民;;饱和砂土动力特性的瞬态变化机理与分析[A];海峡两岸土力学及基础工程地工技术学术研讨会论文集[C];1994年

相关博士学位论文 前3条

1 眭素刚;考虑渗流、地震作用的典型尾矿坝稳定性研究[D];昆明理工大学;2013年

2 陈存礼;饱和砂土体有效应力物态地震反应分析方法的研究[D];西安理工大学;2005年

3 张培文;降雨条件下饱和—非饱和土径流渗流耦合数值模拟研究[D];大连理工大学;2002年

相关硕士学位论文 前4条

1 唐勇斌;多雨地区路基路面饱和—非饱和渗流特性研究[D];华南理工大学;2016年

2 曹海波;温度、渗流对混凝土大坝影响效应研究[D];西安科技大学;2012年

3 曾铃;降雨条件下边坡渗流特性及稳定性研究[D];长沙理工大学;2011年

4 陈乐意;土石坝渗流计算分析及实测资料分析[D];郑州大学;2006年

本文编号：2730008