季节冻土区边坡冻融渗流稳定性研究

发布时间：2016-07-12 12:05

  本文关键词：低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2015年

季节冻土区边坡冻融渗流稳定性研究

洪文江  

【摘要】：近年来,季节冻土区土质边坡冻融失稳已引起了国内外寒冷地区水利工程、公路工程、岩土工程界越来越多的关注。目前我国季节冻土区的交通网络建设和基础设施建设项目不断增多,季节冻土区边坡工程冻融灾害问题越发严重,使得季节冻土区边坡因春融期地下水和降雨引起的冻融—渗流稳定性问题成为亟待研究的课题之一。针对该课题,本文通过模型试验和数值计算两方面开展研究相关工作。通过自行研制模型试验设备,在相同的冻结条件下对不同初始含水率、不同坡比的季节冻土区粉质粘土边坡模型进行在不同地下水位、不同降雨强度作用下的冻融—渗流试验研究。获得了地下水水位、春融期降雨强度、边坡初始含水率、坡比对季节冻土区粉质粘土边坡冻融-渗流稳定性影响规律。主要试验结果如下:通过室内模型试验和数值模拟揭示季节冻土区粉质粘土边坡在相同初始含水率、相同坡比的条件下,随着地下水位的升高,粉质粘土边坡在春融期破坏形式由浅层滑坡破坏向整体破坏过渡;不同初始含水率和坡比也会对边坡的稳定性构成影响,初始含水率26%和40%的边坡坡脚位移分别为0.9mm和14.2mm,坡比1:1和1:1.5的边坡坡脚位移分别为20mm和1.3mm。降雨停止后,降雨对边坡的影响将持续很长一段时间,坡比1:1、初始含水率33%、降雨强度为38mm的边坡,降雨停止时坡中右侧土体位移为2.9mm,400min后位移达到7.7mm。利用ABAQUS建立原尺寸边坡模型以及数值模型试验,并与模型试验结果进行对比验证。建立了初始含水率26%、坡比1:1.5的季节冻土区粉质粘土边坡在不同地下水位作用下渗流过程和初始含水率26%、坡比1:1的季节冻土区粉质粘土边坡的降雨过程数值模型,分析地下水位变化及降雨对边坡渗流场、应力场、位移场和孔压的影响。数值试验结果表明春融期降雨7小时后,由于孔隙水压力的消散,季节冻融边坡土体有效应力增加,冻融土层基质吸力增加,边坡内部仍然存在非饱和渗流,导致降雨停止一段时间后边坡更易发生滑坡。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU43
【目录】：

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  本文关键词：低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

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