城郊弃土松散堆积体边坡稳定性研究

发布时间：2020-11-09 12:06

　　 为研究城郊弃土松散堆积体在降雨条件下的边坡稳定性,并预测松散堆积体的水土流失情况。本文以北京市沙阳路弃土松散堆积体为研究对象,进行了现场调查,并测定其物理力学性质;通过模拟降雨试验,模拟在降雨条件下边坡的侵蚀过程,分析了松散堆积体抗侵蚀性能;运用FARO三维激光扫描仪,获取了松散堆积体的地形因子和边坡尺寸,在此基础上,运用高精度DEM计算了该松散堆积体在天然降雨情况下的水土流失量;运用有限元ABAQUS软件建立模型,分析了松散堆积体在降雨入渗条件下的边坡稳定性。得出以下结论:(1)通过物理力学试验分析,松散堆积体密实度低、结构性差,抗侵蚀能力较差。(2)松散堆积体室内模拟降雨试验,产流时间、平均径流率、平均侵蚀速率、平均径流含沙量与降雨强度呈现较强相关性,并得到径流率、径流含沙量、侵蚀速率随降雨历时的变化规律。(3)利用三维激光扫描技术,提取了堆积体的边坡特征和地形因子,并且建立高精度DEM,得出松散堆积体边坡的水土流失量。(4)通过有限元软件ABAQUS分析,准确模拟了降雨作用对堆积体边坡内部瞬态渗流场的影响规律,获得了在不同雨强、降雨历时、降雨类型和渗透系数条件下,边坡内部孔隙水压力的变化规律,并进一步模拟了流固耦合现象。(5)通过有限元ABAQUS软件模拟,沙阳路弃土松散堆积体在暴雨条件下,随着时间的延长安全系数逐渐减小,甚至沿表层发生滑坡。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S157
【部分图文】：

９一土的内摩擦角，（）。??Ｃ一土的粘聚力，ｋＰａ??剪切仪（图３－１）主要由操作平台、剪切箱及控制杆组成。剪切箱分上下两层，??内壁尺寸均为３００ｍｍ：ｘ３００ｍｍ＞＜１５０ｍｍ，试验时，下剪切箱保持不动。控制杆主要作??用是加载水平拉力。试验时，在剪切面上方加正应力，保持此应力不变，然后加载水??平拉力，进而得到土体的抗剪强度。??上剪切箱?…测力计??翻杆??下剪??／Ｔ＝ｙ?—＾??Ｚ?操作台??图３－１直剪剪切仪??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｈｅ?ｄｉｒｅｃｔ?ｓｈｅａｒ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??步骤ｉ：安装调试剪切装置。将操作台放在平坦的位置，保持稳定，将上、下两??个剪切盒对齐，为减少摩擦阻力，两剪切盒中间均匀涂抹凡士林。同时，将测力计调??整好，保证感应器、剪切盒、控制杆三者在同一条直线上。??步骤２：装填试样。放置好剪切盒，保持水平，称好所需试样的重量，将试样等??分三次装入剪切盒中

??人工模拟降雨装置的侵蚀槽规格为Ｉｍｘ０．４ｍｘ０．１６ｍ，可调节角度范围为３０°？??６０°，平台可分别量测地上径流和地下径流（如图３－２）。??屋顶??Ｉ??１、屋顶??针头式降雨器??进水管——??佼蚀ｆｆｉ?＾??压力表关??．丄丄．．．．．．．．，｜?—回水管??一水源??水泵??图３－２人工模拟降雨装置??Ｆｉｇ．３－２?Ｔｈｅ?ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｓｉｍｕｌａｔｏｒ??试验土壤取自北京沙阳路弃土松散堆积体，位于北京沙阳路收费站及沙河收费站??之间，将土壤运回试验地，通过均匀洒水和阴千的方法，控制试验前土壤的含水率接??近天然含水率１３．２５％，与边坡土壤基本一致。弃土堆置过程中，先将侵蚀槽放平，??防止发生土体颗粒的重力选择，而导致误差。分层填土，每层控制５ｃｍ厚，压实后，??９??

３研宄内容与方法??３．３技术路线??本文技术路线如图３－３所示。??城郊弃土松散堆积体边坡稳定性研究????山?Ｎｂ????现场取样?利用激光扫描仪扫描堆积体???＾＾＾???室内模拟降雨试验?物理力学试验?处理激光扫描图????±???Ｙ???＿Ｗ??＿Ｖ＿?＿＾??、？＿??＿＼！＿??＿、丄＿????±ｔｉ?｜?堆?ｋ?％?｜?直?｜?提?ｒｒｒ??积?积?积?理接取?算??Ｗ?Ｗ?Ｗ?性?齑堆?土??产产径?质?切?积?壤??流?沙?流?试?试?体?侵??特特产?验验?坡?蚀??征?征?沙?体?量??分分关?特??析?析?系?征??分??析???＾???±???评估其抗侵蚀性能?ＡＢＡＱＵＳ分析降雨入渗条件下的边坡稳定???＾???为分析松散堆积体边坡稳定性，预测生产建设项目水土流失量，??提供一定的理论依据。??图３－３技术路线图??Ｆｉｇ．３－３?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??１１??
【参考文献】

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本文编号：2876409