考虑降雨及植被根系影响的填方路堤渗流与稳定性分析
发布时间：2021-02-17 23:28
降雨作用是导致填方路堤失稳破坏的重要诱因之一,由于降雨引起的滑坡事故屡见不鲜。植物作为天然的工程师,具有防止地表侵蚀和浅层滑坡的功能,是一种低成本、效果好且绿色环保的护坡方法。植被根系一方面具有加筋作用,另一方面也能通过蒸腾作用改变土体内水分和吸力分布,进而影响土体强度。依托204国道海州2施工标段工程,以填方路堤为研究对象,基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件,采用数值模拟方法,研究了植被根系作用对填方路堤渗流及稳定性的影响,主要的研究成果如下:（1）开展了考虑降雨影响的非饱和填方路堤渗流及稳定性分析数值模拟研究。基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了非饱和填方路堤有限元计算模型,分别考虑了降雨强度、降雨持续时间和降雨类型3个主要因素,对填方路堤的渗流及稳定性的影响。研究结果表明:当降雨持续时间与降雨类型相同时,降雨强度越大,边坡内的孔隙水压力及饱和度越大,产生的位移量也越大;当降雨的强度和类型相同时,随着降雨时间的推移,土体中的饱和度会逐渐增加,位移量也会随之增加;当降雨总量和降雨总时间相同,而降雨类型不同时,间断性降雨条件下相比于连续...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 研究目的和内容
1.3 创新点
1.4 论文大纲
2 文献综述
2.1 非饱和土的变形及强度特性
2.1.1 变形特性
2.1.2 强度特性
2.1.3 强度准则
2.2 边坡稳定性分析方法
2.2.1 传统分析方法
2.2.2 有限元法及其它数值方法
2.2.3 瑞典法
2.2.4 不平衡推力法（传递系数法）
2.3 降雨对植被边坡的影响机理
2.4 考虑植物蒸腾和加筋作用影响
2.4.1 蒸腾作用
2.4.2 加筋作用
2.5 本章小结
3 考虑降雨影响的非饱和填方路堤渗流及稳定性分析
3.1 非饱和土的渗透特性
3.1.1 概述
3.1.2 非饱和土渗透系数的表达
3.2 非饱和土填方路基降雨入渗模型的建立
3.2.1 COMSOL Multiphysics软件简介
3.2.2 工程实例
3.2.3 渗流计算方案的确定
3.3 不同降雨条件下填方路堤渗流分析
3.3.1 不同降雨强度下边坡渗流分析
3.3.2 不同降雨类型下边坡渗流分析
3.3.3 不同降雨持续时间下边坡渗流分析
3.4 不同降雨条件下填方路堤稳定性分析
3.4.1 降雨强度的影响
3.4.2 降雨时间的影响
3.4.3 降雨类型的影响
3.4.4 降雨入渗条件下的填方路堤稳定性计算
3.5 本章小结
4 考虑植被作用下填方路堤渗流及稳定性分析
4.1 模型的建立
4.1.1 植物种类选择
4.1.2 土体基本参数
4.1.3 边界条件
4.2 考虑植被作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.2.1 考虑蒸腾作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.2.2 考虑加筋作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.3 考虑植被作用下填方路堤稳定性分析
4.3.1 植物蒸腾作用的影响
4.3.2 植物加筋作用的影响
4.3.3 考虑植被作用的填方路堤安全系数分析
4.4 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水量对非饱和土强度的影响规律与机理探析[J]. 李建红. 太原学院学报(自然科学版). 2017(03)
[2]非饱和土抗剪强度与含水量关系研究[J]. 孙超,孟祥博. 低温建筑技术. 2017(04)
[3]大气–植被–土体相互作用:理论与机理[J]. 吴宏伟. 岩土工程学报. 2017(01)
[4]旱季雨季对黄土丘陵退耕区植被根系分布及水分利用的影响[J]. 常恩浩,李鹏,张铁钢,肖列,徐国策,赵宾华,张祎. 农业工程学报. 2016(24)
[5]非饱和土真三轴双剪新强度准则及验证[J]. 张常光,范文,赵均海,杜文超. 同济大学学报(自然科学版). 2015(09)
[6]降雨量级和强度对秦岭油松林林冠截留的影响[J]. 陈书军,陈存根,曹田健,赵晓婷,郝红科,庞军柱,张硕新. 应用基础与工程科学学报. 2015(01)
[7]植被对边坡稳定性影响的研究进展[J]. 周军平,桂勇,罗嗣海,邓通发. 中外公路. 2013(06)
[8]植物篱-农作模式坡耕地土壤综合抗蚀性特征[J]. 蒲玉琳,谢德体,林超文,魏朝富. 农业工程学报. 2013(18)
[9]边坡稳定性分析评价方法概述[J]. 李俊禄,李刚. 露天采矿技术. 2011(02)
[10]边坡稳定性分析方法[J]. 李晶岩,付丽. 山西建筑. 2011(04)
博士论文
[1]植物根系固土机理与护坡技术研究[D]. 周云艳.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]干湿循环作用下草本植物对边坡稳定性的影响[D]. 程鹏.哈尔滨工业大学 2016
[2]降雨入渗下非饱和土填方路基的渗流特性与稳定性研究[D]. 孙必雄.华南理工大学 2015
[3]基于灰色关联度和主成分分析的草本植物护坡效果评价[D]. 江浩浩.东北林业大学 2009
[4]边坡稳定性分析及治理措施研究[D]. 张莉.中南大学 2009
[5]几种草本植物护坡效果评价[D]. 蒋必凤.东北林业大学 2008
本文编号：3038704
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景
1.2 研究目的和内容
1.3 创新点
1.4 论文大纲
2 文献综述
2.1 非饱和土的变形及强度特性
2.1.1 变形特性
2.1.2 强度特性
2.1.3 强度准则
2.2 边坡稳定性分析方法
2.2.1 传统分析方法
2.2.2 有限元法及其它数值方法
2.2.3 瑞典法
2.2.4 不平衡推力法（传递系数法）
2.3 降雨对植被边坡的影响机理
2.4 考虑植物蒸腾和加筋作用影响
2.4.1 蒸腾作用
2.4.2 加筋作用
2.5 本章小结
3 考虑降雨影响的非饱和填方路堤渗流及稳定性分析
3.1 非饱和土的渗透特性
3.1.1 概述
3.1.2 非饱和土渗透系数的表达
3.2 非饱和土填方路基降雨入渗模型的建立
3.2.1 COMSOL Multiphysics软件简介
3.2.2 工程实例
3.2.3 渗流计算方案的确定
3.3 不同降雨条件下填方路堤渗流分析
3.3.1 不同降雨强度下边坡渗流分析
3.3.2 不同降雨类型下边坡渗流分析
3.3.3 不同降雨持续时间下边坡渗流分析
3.4 不同降雨条件下填方路堤稳定性分析
3.4.1 降雨强度的影响
3.4.2 降雨时间的影响
3.4.3 降雨类型的影响
3.4.4 降雨入渗条件下的填方路堤稳定性计算
3.5 本章小结
4 考虑植被作用下填方路堤渗流及稳定性分析
4.1 模型的建立
4.1.1 植物种类选择
4.1.2 土体基本参数
4.1.3 边界条件
4.2 考虑植被作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.2.1 考虑蒸腾作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.2.2 考虑加筋作用降雨条件下填方路堤渗流分析
4.3 考虑植被作用下填方路堤稳定性分析
4.3.1 植物蒸腾作用的影响
4.3.2 植物加筋作用的影响
4.3.3 考虑植被作用的填方路堤安全系数分析
4.4 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水量对非饱和土强度的影响规律与机理探析[J]. 李建红. 太原学院学报(自然科学版). 2017(03)
[2]非饱和土抗剪强度与含水量关系研究[J]. 孙超,孟祥博. 低温建筑技术. 2017(04)
[3]大气–植被–土体相互作用:理论与机理[J]. 吴宏伟. 岩土工程学报. 2017(01)
[4]旱季雨季对黄土丘陵退耕区植被根系分布及水分利用的影响[J]. 常恩浩,李鹏,张铁钢,肖列,徐国策,赵宾华,张祎. 农业工程学报. 2016(24)
[5]非饱和土真三轴双剪新强度准则及验证[J]. 张常光,范文,赵均海,杜文超. 同济大学学报(自然科学版). 2015(09)
[6]降雨量级和强度对秦岭油松林林冠截留的影响[J]. 陈书军,陈存根,曹田健,赵晓婷,郝红科,庞军柱,张硕新. 应用基础与工程科学学报. 2015(01)
[7]植被对边坡稳定性影响的研究进展[J]. 周军平,桂勇,罗嗣海,邓通发. 中外公路. 2013(06)
[8]植物篱-农作模式坡耕地土壤综合抗蚀性特征[J]. 蒲玉琳,谢德体,林超文,魏朝富. 农业工程学报. 2013(18)
[9]边坡稳定性分析评价方法概述[J]. 李俊禄,李刚. 露天采矿技术. 2011(02)
[10]边坡稳定性分析方法[J]. 李晶岩,付丽. 山西建筑. 2011(04)
博士论文
[1]植物根系固土机理与护坡技术研究[D]. 周云艳.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]干湿循环作用下草本植物对边坡稳定性的影响[D]. 程鹏.哈尔滨工业大学 2016
[2]降雨入渗下非饱和土填方路基的渗流特性与稳定性研究[D]. 孙必雄.华南理工大学 2015
[3]基于灰色关联度和主成分分析的草本植物护坡效果评价[D]. 江浩浩.东北林业大学 2009
[4]边坡稳定性分析及治理措施研究[D]. 张莉.中南大学 2009
[5]几种草本植物护坡效果评价[D]. 蒋必凤.东北林业大学 2008
本文编号：3038704
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