基于FLAC3D二次开发降雨入渗诱发非饱和黄土边坡破坏规律数值模拟研究
发布时间：2022-01-05 11:21
黄土因其自身的结构特点如多孔隙、低密度、水敏性等,其边坡灾害不断发生,而降雨是影响黄土边坡破坏的主要因素。黄土属于典型的非饱和土,其非饱和土特性对边坡稳定性影响很大。在降雨过程中,雨水入渗使黄土边坡含水量和基质吸力不断变化,致使黄土变化发生变形甚至失稳。朔黄铁路K3+0-400m段位于山西省忻州省神池县,是黄土滑坡地质灾害易发区,本文以此为研究背景,通过用非饱和土理论对FLAC3D软件进行进行二次开发,使其符合非饱和土渗流理论以及非饱和土稳定性计算理论。对黄土边坡进行数值模拟,模拟不同降雨情况下边坡破坏过程,同时模拟不同角度及高度情况下降雨引起边坡破坏过程,最后进行黄土边坡降雨试验,为降雨情况下黄土边坡稳定性研究提供参考。以不同降雨情况下的破坏规律为研究目的,主要得出如下结论:（1）随深度以及降雨时间的增加,雨水入渗能力逐渐减弱。（2）随降雨强度的增加,雨水入渗深度越大,但增大幅度很小,随降雨时长增加,不同强度降雨入渗深度差距不断减小。（3）降雨强度越大,从坡体表面到湿润锋位置饱和度越大,降雨强度很小时,坡体表面没有出现饱和区,降雨强度大于饱和入渗速度时才会出现饱和区。（4）坡脚水平应...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土分类
拔高度约为 2 545 m，最低位置处海拔高度约为为 1 25491 m，神池县县城海拔高度为 1 508 m。据统计到目前神地质灾害隐患，因黄土自身的特点，随着含水量增大自身因此每年到达雨季的时候都是神池地质灾害高发时期。西忻州市神池县的朔黄铁路是我国首开 2 万吨级别重载、货物量大、频率高的特点，对我国经济的发展具有重+0-400 m 段线路处于深路堑位置，线路两侧黄土边坡灾害朔黄铁路将面临很长时间的瘫痪。因而对于每年雨季都对线路两侧黄土边坡稳定性影响的研究意义重大。场情况路 K3+0-400 m 段大部坡体表面有植物覆盖，未覆盖的部 3-1 所示，部分冲刷严重的地区采取表层撒水泥来限制其部分较陡不稳定坡体已采取防护措施如图 1-2(b)。
地层岩性黄铁路 K3 + 0-400 m 边坡为非饱和性湿陷性黄土，坡体上层为 Q Q2 黄土。天然情况下，Q2 黄土和 Q3 黄土主要参数的统计如表 1Q2 相比，Q3 土体密度、粘聚力、内摩擦角均小于 Q2 黄土，孔隙多数坡角在 25-45 之间， 地下水较深对坡体稳定性影响较小。降稳定性的最重要因素之一。研究坡体为二级坡，研究位置如图 1-高度约 15 m，二级坡高度约 10.5 m。一级边坡角度约 42°，二级8°。本文将以图 1-3 为研究对象，进行数值模拟及试验研究。表 1-1 天然状态下 Q2 和 Q3 黄土参数天然含水量 /%ρ/(g·cm-3)孔隙比 液限含水量/%塑限含水量 /%c/kPa11.13-17.48 1.57-1.96 0.79-0.90 26.24-28.31 16.29-17.95 61 12-17.5 1.49-1.65 0.8-1.02 28.6-34.8 18.6-19.6 57
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散元的西南某露天矿岩质高边坡稳定性分析[J]. 闫俊,韩文喜,齐得旭. 资源环境与工程. 2018(04)
[2]有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用[J]. 吴士德,贠永峰,刘向艺. 路基工程. 2018(04)
[3]基于极限平衡法的高边坡稳定性分析及处治措施[J]. 乔翔. 铁道建筑. 2017(08)
[4]基于有限差分法的土质路堑边坡稳定性分析[J]. 罗志东,史振宁,曾铃. 西部交通科技. 2016(09)
[5]黄土-泥岩接触面滑坡的特征与成因[J]. 吴玮江,宿星,刘伟,魏万鸿,冯乐涛,杨涛. 冰川冻土. 2014(05)
[6]基于FLAC3D平台的边坡非饱和降雨入渗分析[J]. 蒋中明,熊小虎,曾铃. 岩土力学. 2014(03)
[7]坡脚开挖诱发古滑坡复活的机制分析[J]. 陈春利,贺凯,李同录. 西北地质. 2014(01)
[8]基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流分析[J]. 李毅,伍嘉,李坤. 岩土力学. 2012(02)
[9]高速黄土滑坡液化-汽化效应定量研究[J]. 倪卫达,雍睿,葛云峰,邹宗兴. 安全与环境工程. 2010(05)
[10]饱和黄土稳态强度特性的试验研究[J]. 周永习,张得煊,罗春泳,陈军. 岩土力学. 2010(05)
硕士论文
[1]列车长持时振动引起黄土滑坡滑带土微结构变化研究[D]. 任权.西北大学 2008
本文编号：3570259
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土分类
拔高度约为 2 545 m，最低位置处海拔高度约为为 1 25491 m，神池县县城海拔高度为 1 508 m。据统计到目前神地质灾害隐患，因黄土自身的特点，随着含水量增大自身因此每年到达雨季的时候都是神池地质灾害高发时期。西忻州市神池县的朔黄铁路是我国首开 2 万吨级别重载、货物量大、频率高的特点，对我国经济的发展具有重+0-400 m 段线路处于深路堑位置，线路两侧黄土边坡灾害朔黄铁路将面临很长时间的瘫痪。因而对于每年雨季都对线路两侧黄土边坡稳定性影响的研究意义重大。场情况路 K3+0-400 m 段大部坡体表面有植物覆盖，未覆盖的部 3-1 所示，部分冲刷严重的地区采取表层撒水泥来限制其部分较陡不稳定坡体已采取防护措施如图 1-2(b)。
地层岩性黄铁路 K3 + 0-400 m 边坡为非饱和性湿陷性黄土，坡体上层为 Q Q2 黄土。天然情况下，Q2 黄土和 Q3 黄土主要参数的统计如表 1Q2 相比，Q3 土体密度、粘聚力、内摩擦角均小于 Q2 黄土，孔隙多数坡角在 25-45 之间， 地下水较深对坡体稳定性影响较小。降稳定性的最重要因素之一。研究坡体为二级坡，研究位置如图 1-高度约 15 m，二级坡高度约 10.5 m。一级边坡角度约 42°，二级8°。本文将以图 1-3 为研究对象，进行数值模拟及试验研究。表 1-1 天然状态下 Q2 和 Q3 黄土参数天然含水量 /%ρ/(g·cm-3)孔隙比 液限含水量/%塑限含水量 /%c/kPa11.13-17.48 1.57-1.96 0.79-0.90 26.24-28.31 16.29-17.95 61 12-17.5 1.49-1.65 0.8-1.02 28.6-34.8 18.6-19.6 57
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散元的西南某露天矿岩质高边坡稳定性分析[J]. 闫俊,韩文喜,齐得旭. 资源环境与工程. 2018(04)
[2]有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用[J]. 吴士德,贠永峰,刘向艺. 路基工程. 2018(04)
[3]基于极限平衡法的高边坡稳定性分析及处治措施[J]. 乔翔. 铁道建筑. 2017(08)
[4]基于有限差分法的土质路堑边坡稳定性分析[J]. 罗志东,史振宁,曾铃. 西部交通科技. 2016(09)
[5]黄土-泥岩接触面滑坡的特征与成因[J]. 吴玮江,宿星,刘伟,魏万鸿,冯乐涛,杨涛. 冰川冻土. 2014(05)
[6]基于FLAC3D平台的边坡非饱和降雨入渗分析[J]. 蒋中明,熊小虎,曾铃. 岩土力学. 2014(03)
[7]坡脚开挖诱发古滑坡复活的机制分析[J]. 陈春利,贺凯,李同录. 西北地质. 2014(01)
[8]基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流分析[J]. 李毅,伍嘉,李坤. 岩土力学. 2012(02)
[9]高速黄土滑坡液化-汽化效应定量研究[J]. 倪卫达,雍睿,葛云峰,邹宗兴. 安全与环境工程. 2010(05)
[10]饱和黄土稳态强度特性的试验研究[J]. 周永习,张得煊,罗春泳,陈军. 岩土力学. 2010(05)
硕士论文
[1]列车长持时振动引起黄土滑坡滑带土微结构变化研究[D]. 任权.西北大学 2008
本文编号：3570259
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3570259.html
