边坡充气截排水作用机理模拟研究

发布时间：2023-06-03 10:27

　　我国是一个滑坡灾害频发的国家,每年因滑坡灾害带来的人员伤亡和经济损失巨大。特别是降雨型滑坡,由于其滑动快、预测难等特点,传统的预报和治理方法难以很好解决滑坡抢险问题。充气截排水技术作为一种滑坡抢险的新技术,依据多相渗流和非饱和土理论,拟在潜在滑坡区后缘进行充气形成非饱和区,截排斜坡后缘来水向潜在滑坡区入渗,以降低潜在滑坡区的地下水位,提高边坡稳定性。充气截排水技术具有施工简单、截排水见效快等特点,符合滑坡工程抢险的要求。为深入了解滑坡充气过程中气水运动特征,笔者采用长边坡二维有限元数值模拟方法,研究充气过程中坡体非饱和区气-水两相流运动特征和地下水位变化规律,为充气截排水技术运用于实际工程提供理论指导。通过分析充气点下游边坡地下水位的变化规律,论证充气截排水方法具有可行性;基于充气过程中非饱和区的扩展过程分析,将充气截排水分为3个阶段,即充气点附近非饱和区形成与扩展阶段、充气形成的非饱和区局部越过地下水位线的不稳定两相流阶段和充气形成的非饱和区基本稳定的截排水工作阶段;发现了充气过程中非饱和区孔隙气压力、孔隙气流速度、孔隙水渗流速度和体积含水量会随时间发生波动性变化,且四者的变化具有良...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 降雨型滑坡治理技术国内外发展现状
        1.2.1 降雨型滑坡形成机理
        1.2.2 降雨型滑坡防治措施
        1.2.3 降雨型滑坡防治存在的问题
    1.3 研究目标和研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 论文的主要创新点
2 充气截排水技术理论基础及研究进展
    2.1 非饱和土渗透特性
        2.1.1 土水特征曲线
        2.1.2 渗透系数函数
        2.1.3 非饱和土特性在充气截排水中的运用
    2.2 土壤入渗理论及气体阻渗机理
        2.2.1 土壤入渗过程中气体阻渗研究
        2.2.2 非饱和土自然入渗方程
        2.2.3 土壤自然入渗气体阻渗机理分析
        2.2.4 充气排水的工程运用
    2.3 充气截排水滑坡治理方法的研究进展
        2.3.1 充气截排水方法数值模拟研究
        2.3.2 充气截排水方法物理模型试验研究
        2.3.3 充气截排水方法理论分析研究
3 坡体充气过程中气水两相流数值模拟
    3.1 气水两相流理论与数值计算模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 土水特征函数与渗透系数函数
        3.1.3 坡体充气数值计算模型
    3.2 充气非饱和区气水两相流基本特征
        3.2.1 坡体充气过程中非饱和区变化特征
        3.2.2 充气非饱和区发展的阶段性
    3.3 充气影响区气-水两相流变化规律
        3.3.1 充气非饱和区孔隙气压力随时间变化规律
        3.3.2 非饱和区孔隙水流速随时间变化规律
        3.3.3 非饱和区孔隙气体流速随时间变化规律
        3.3.4 非饱和区体积含水量随时间变化规律
    3.4 本章小结
4 充气截排水最佳充气压力研究
    4.1 模型槽和充气设备
    4.2 试验方法
    4.3 试验数据分析
    4.4 充气截排水数值模拟
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历



本文编号：3829161