降雨条件下宁南黄土区坡改梯工程对边坡稳定性影响的有限元分析

发布时间：2020-06-09 09:17

【摘要】：全球气候变化导致黄土高原梯田大面积滑坡,造成了严重损失,为了研究降雨入渗下的宁南山区黄土梯田边坡稳定性变化规律,本研究通过现场调研获取宁南山区黄土梯田的类型及断面等参数,通过室内土工试验获得黄土力学及渗透等参数,在建模参数基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了降雨入渗下的宁南山区黄土梯田稳定性分析流固耦合有限元模型。通过对不同类型的梯田模型(水平梯田、隔坡梯田、原始边坡)在降雨渗流条件下的稳定性模拟,研究了不同梯田边坡类型和边坡坡度、不同降雨入渗强度和降雨入渗历时等因素的耦合作用下黄土梯田稳定性的变化规律。研究结果表明:(1)梯田的破坏类型分为两种形式,一种形式是梯田边坡田坎的破坏(Tf)即为浅层滑坡,另一种是梯田边坡的整体滑坡(Fs)即为深层滑坡。修筑不同类型的梯田只能改善浅层滑坡的稳定性,对深层滑坡没有显著影响。(2)水平梯田、隔坡梯田和原始边坡的边坡破坏时间均随着降雨入渗强度的增大而减少,并呈幂函数关系;在相同降雨入渗强度下的破坏时间水平梯田高于隔坡梯田和原始边坡,隔坡梯田和原始边坡破坏时间没有显著差异;3种梯田边坡类型的破坏时间随着边坡坡度的增大而增加,并呈线性关系。对破坏时间的影响程度为边坡坡度降雨入渗强度梯田边坡类型,边坡坡度与降雨入渗强度之间存在耦合关系,随着降雨入渗强度越大,破坏时间受边坡坡度的影响逐渐减弱。(3)梯田边坡安全系数随着降雨入渗强度、降雨入渗历时和边坡坡度的增大而减小,安全系数与降雨入渗历时呈二次多项式拟合关系,安全系数与边坡坡度呈线性关系;3种梯田边坡类型安全系数为水平梯田安全系数隔坡梯田原始边坡安全系数,但是它们之间并没有显著差异。对梯田边坡安全系数的影响程度为边坡坡度降雨入渗历时降雨入渗强度梯田边坡类型。边坡坡度与降雨入渗强度之间存在耦合关系,随着降雨入渗强度增大边坡坡度对安全系数的影响逐渐减弱。(4)梯田边坡水平位移随着降雨入渗强度、降雨入渗历时和边坡坡度的增加而增大,位移与降雨入渗历时呈二次多项式拟合关系,位移与边坡坡度呈线性关系;3种梯田边坡类型的水平位移没有显著差异。对梯田边坡水平位移的影响程度为边坡坡度降雨入渗历时降雨入渗强度梯田边坡类型。边坡坡度与降雨入渗强度之间存在耦合关系,随着降雨入渗强度的增大边坡坡度对水平位移影响逐渐减弱。本研究结果对指导宁南山区坡改梯工程的合理设计和施工,防治黄土梯田地质灾害都具有重要的理论和实践意义。
【图文】：

黄土梯田稳定性的机理。逡逑１．５研究内容技术路线图逡逑本研究的技术路线（见图１－１）逡逑降雨入渗下的宁南山区黄土梯田稳定性研究逡逑逦ｙ逦邋逦４／逦邋逦±逦逡逑宁南梯田野外调研和采样逦国内外文献资料整理与分析逦黄土参数室内土工试验逡逑逦逦

含水层多形成于地势较低的部位，随着季节的变化，，潜水的补、径、排条件也各有不同。主要植逡逑被有华山松（Ｐｌｎｕｓ邋ａｒｍｃｍｄｉＤ、沙棘邋ＣＨｉｐｐｏｐｈａｅ邋ｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ）、青海云杉（Ｐｉｃｅａ邋ｃｒａｓｓｉｆｏｌｉａ）、油逡逑松（乃抑７Ｍ＆）、山杨办删ｒ）等［７４］。本研究区的地理位置如图２－１所示。逡逑－８邋－逡逑
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S157

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本文编号：2704474