非饱和土稳态渗流与边坡稳定数值计算方法优化的研究
发布时间：2022-02-05 00:07
治沟造地工程是陕西省延安市进行的一个重点沟道治理项目。针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程中存在的开挖边坡稳定问题,采用现场实地调查、黄土的物理试验、非饱和土稳态渗流试验和运用Flac 3D岩土工程数值分析软件优化有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数,为黄土高原丘陵沟壑区治沟造地边坡工程安全提供技术支撑。本文的主要研究成果和结论如下:（1）本研究以非饱和黄土稳态渗流为重点,在试验中使用了新型TFB-1型非饱和渗透仪,测定了不同含水率条件下非饱和黄土的基质吸力。结果表明基质吸力随含水率减小而增大,这主要是由于含水率小时,土体中的水分主要收缩赋存于土颗粒之间的小孔隙中或土颗粒的接触点处,这些地方可以为收缩膜提供更小的曲率半径,从而使其能够承受更大的孔隙气压力,而传递的孔隙水压力更小,因此含水率越小土体的基质吸力越大。非饱和黄土基质吸力随体积含水率的变化规律采用Gardner模型拟合具有较高的精确度。（2）该渗透仪实现了非饱和黄土稳态渗流试验,结果表明非饱和黄土渗流流速和渗透比降成正相关关系,具有良好的线性相关性,表明非饱和黄土的渗透规律符合达西定律。并测得非饱和土的稳态渗透系数,结果表明含水...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
治沟造地现场取样边坡Fig.2-1Thesamplingslope
非饱和土稳态渗流与边坡稳定数值计算方法优化的研究样含水率。按公式 2-2 计算干密度，按此方法进行 2 次平行测定，其平行差g/cm3。取其算术平均值。wmVd10.01/ （分实验种密度计法：先将土样放在自然状态下风干，测其含水率，称取干质量为 样。将土样倒入锥形瓶内，加入 200ml 的水，浸泡过夜。将其放入沙浴加热冷却至常温。使用带橡皮头的研杵将悬液过 0.075mm 筛至量筒内，将筛上蒸发皿，蒸干。加 10ml 浓度为 4%的六偏磷酸钠于量筒溶液中，再注入纯液达 1000ml。用搅拌器搅拌 1min，上下各 30 次，测经 1、2、5、10、3080 和 1440min 时的密度计读数。土样的颗分曲线如图 2-2 所示，可以看出土均匀的。
Table 2-1 Test datas of the relative density test of soil温度 液体比重比重瓶质量瓶、干土总质量干土质量瓶、液总质量瓶、液土总质量与干土同体积的液体质 量 比重 平均值（℃） （g） （g） （g） （g） （g） （g）27 0.99654 27.362 42.34 14.978 126.971 136.418 5.531 2.7052.71427 0.99654 36.307 51.305 14.998 135.354 144.817 5.535 2.7232.2.5 土样抗剪试验快剪试验：土的抗剪强度指标是计算边坡稳定系数的重要参数，直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。为得到土体含水率与其抗剪强度参数的关系，采用DSJ-3 型电动四联应变直剪仪对干密度为 1.35g/cm3的原状试样进行了不同含水率的抗剪强度试验，分别配置了含水率为 12%、14%、16%、18%、20%、23%、26%、29%的试样。试验的剪切速率设定为为 0.80mm/min，分别测量四种垂直压力下抗剪强度参数（50kPa、100kPa、200kPa 及 300kPa），土体的抗剪强度试验如图 2-3 所示。不同含水率条件下黄土试样的抗剪强度试验结果见表 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种双折减系数的强度折减法研究[J]. 袁维,李小春,王伟,白冰,王奇智,陈祥军. 岩土力学. 2016(08)
[2]一种双折减法与经典强度折减法的关系[J]. 白冰,袁维,石露,李君,李小春. 岩土力学. 2015(05)
[3]基于双强度折减策略的边坡稳定性分析方法探讨[J]. 赵炼恒,曹景源,唐高朋,王志斌,谭捍华. 岩土力学. 2014(10)
[4]Slope analysis based on local strength reduction method and variable-modulus elasto-plastic model[J]. 杨光华,钟志辉,傅旭东,张玉成,温勇,张明飞. Journal of Central South University. 2014(05)
[5]非饱和土与特殊土力学的基本理论研究[J]. 陈正汉. 岩土工程学报. 2014(02)
[6]非饱和土直渗仪的研制与应用[J]. 王念秦,刘晓玲,王建斌. 工程地质学报. 2012(05)
[7]非饱和压实膨胀土渗透特性的试验研究[J]. 崔颖,缪林昌. 岩土力学. 2011(07)
[8]非饱和土渗透系数直接试验法和间接计算法[J]. 张红芬,李永乐,刘翠然,刘海宁,刘慧卿. 人民黄河. 2011(04)
[9]基于GDS系统的非饱和土渗透试验方法研究[J]. 陈昌富,李树伟. 岩土工程技术. 2009 (05)
[10]土坡渐进破坏的双安全系数讨论[J]. 唐芬,郑颖人,赵尚毅. 岩石力学与工程学报. 2007(07)
硕士论文
[1]非饱和土土水特性曲线与渗透系数试验研究[D]. 宁英成.大连理工大学 2014
本文编号：3614197
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
治沟造地现场取样边坡Fig.2-1Thesamplingslope
非饱和土稳态渗流与边坡稳定数值计算方法优化的研究样含水率。按公式 2-2 计算干密度，按此方法进行 2 次平行测定，其平行差g/cm3。取其算术平均值。wmVd10.01/ （分实验种密度计法：先将土样放在自然状态下风干，测其含水率，称取干质量为 样。将土样倒入锥形瓶内，加入 200ml 的水，浸泡过夜。将其放入沙浴加热冷却至常温。使用带橡皮头的研杵将悬液过 0.075mm 筛至量筒内，将筛上蒸发皿，蒸干。加 10ml 浓度为 4%的六偏磷酸钠于量筒溶液中，再注入纯液达 1000ml。用搅拌器搅拌 1min，上下各 30 次，测经 1、2、5、10、3080 和 1440min 时的密度计读数。土样的颗分曲线如图 2-2 所示，可以看出土均匀的。
Table 2-1 Test datas of the relative density test of soil温度 液体比重比重瓶质量瓶、干土总质量干土质量瓶、液总质量瓶、液土总质量与干土同体积的液体质 量 比重 平均值（℃） （g） （g） （g） （g） （g） （g）27 0.99654 27.362 42.34 14.978 126.971 136.418 5.531 2.7052.71427 0.99654 36.307 51.305 14.998 135.354 144.817 5.535 2.7232.2.5 土样抗剪试验快剪试验：土的抗剪强度指标是计算边坡稳定系数的重要参数，直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。为得到土体含水率与其抗剪强度参数的关系，采用DSJ-3 型电动四联应变直剪仪对干密度为 1.35g/cm3的原状试样进行了不同含水率的抗剪强度试验，分别配置了含水率为 12%、14%、16%、18%、20%、23%、26%、29%的试样。试验的剪切速率设定为为 0.80mm/min，分别测量四种垂直压力下抗剪强度参数（50kPa、100kPa、200kPa 及 300kPa），土体的抗剪强度试验如图 2-3 所示。不同含水率条件下黄土试样的抗剪强度试验结果见表 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种双折减系数的强度折减法研究[J]. 袁维,李小春,王伟,白冰,王奇智,陈祥军. 岩土力学. 2016(08)
[2]一种双折减法与经典强度折减法的关系[J]. 白冰,袁维,石露,李君,李小春. 岩土力学. 2015(05)
[3]基于双强度折减策略的边坡稳定性分析方法探讨[J]. 赵炼恒,曹景源,唐高朋,王志斌,谭捍华. 岩土力学. 2014(10)
[4]Slope analysis based on local strength reduction method and variable-modulus elasto-plastic model[J]. 杨光华,钟志辉,傅旭东,张玉成,温勇,张明飞. Journal of Central South University. 2014(05)
[5]非饱和土与特殊土力学的基本理论研究[J]. 陈正汉. 岩土工程学报. 2014(02)
[6]非饱和土直渗仪的研制与应用[J]. 王念秦,刘晓玲,王建斌. 工程地质学报. 2012(05)
[7]非饱和压实膨胀土渗透特性的试验研究[J]. 崔颖,缪林昌. 岩土力学. 2011(07)
[8]非饱和土渗透系数直接试验法和间接计算法[J]. 张红芬,李永乐,刘翠然,刘海宁,刘慧卿. 人民黄河. 2011(04)
[9]基于GDS系统的非饱和土渗透试验方法研究[J]. 陈昌富,李树伟. 岩土工程技术. 2009 (05)
[10]土坡渐进破坏的双安全系数讨论[J]. 唐芬,郑颖人,赵尚毅. 岩石力学与工程学报. 2007(07)
硕士论文
[1]非饱和土土水特性曲线与渗透系数试验研究[D]. 宁英成.大连理工大学 2014
本文编号：3614197
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