降雨条件下基覆型边坡渗流特性和稳定性的试验与数值模拟研究

论文摘要

长久以来,作为三大地质灾害之一的降雨诱发边坡失稳的滑坡给人类带来了不可估量的生命财产损失,特别对于地处西南山区的四川省,降雨诱发滑坡的地质灾害频繁发生。因此,研究降雨条件下边坡稳定性及破坏机理对防灾减灾具有重要理论指导和现实意义。本文针对降雨条件下基覆型边坡渗流特性及稳定性研究做了一系列模型试验,并在模型试验的基础上运用数值软件GeoStudio进行了数值模拟。论文的研究成果主要包括以下几个部分:(1)通过模型试验对降雨过程中边坡破坏现象进行了研究,研究表明降雨导致边坡产生块体滑动破坏。(2)通过模型加载试验对雨停后边坡整体稳定性进行了研究,研究表明雨停后使边坡整体失稳的极限荷载随时间呈先增大后减小的趋势,对于这一变化趋势,依据各工况降雨导致的边坡坡脚破坏型式及范围作了机理解释。(3)通过模型试验及数值模拟研究了降雨过程中和雨停后边坡土体体积含水量和孔隙水压力随时间的变化规律,结果表明随着降雨的进行,边坡土体含水量及孔隙水压力由边坡表层向深层依次逐渐上升,雨停后土体含水量及孔隙水压力由坡顶至坡脚依次逐渐下降。(4)通过数值模拟对降雨条件下基覆型边坡稳定性进行了研究,结果表明基覆型边坡稳定性随降雨时间逐渐减小,随雨停时间逐渐增大,降雨作用使边坡稳定性降低。

论文目录

摘要

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第1章绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 非饱和土的抗剪强度

1.2.2 非饱和土的渗流特性

1.2.3 降雨入渗边坡稳定性分析的理论解法

1.2.4 降雨入渗边坡稳定性分析的模型试验

1.2.5 降雨入渗边坡稳定性分析的数值分析

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

第2章模型试验设计

2.1 前期试验准备

2.1.1 试验用土的制备

2.1.2 土工试验

2.2 试验装置的选用及布置

2.2.1 模型箱的选用

2.2.2 人工降雨系统设计

2.2.3 监测系统及测点布置

2.3 试验过程

2.3.1 试验边坡的制样步骤

2.3.2 试验工况设计

2.4 本章小结

第3章试验结果及其分析

3.1 引言

3.2 试验现象的描述与分析

3.2.1 降雨过程中边坡破坏发展历程

3.2.2 各工况降雨过程中数据结果分析

3.2.3 各工况雨停后数据结果分析

3.2.4 停止降雨后各工况边坡加载破坏过程

3.3 本章小结

第4章数值模拟分析

4.1 引言

4.2 GeoStudio软件介绍

4.3 降雨入渗过程的数值模拟分析

4.3.1 几何模型的建立

4.3.2 材料参数的设置

4.3.3 边界条件的设置

4.3.4 初始条件的设置

4.3.5 边坡渗流分析

4.3.6 边坡稳定性分析

4.4 本章小结

第5章结论与展望

5.1 研究结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 卓林波

导师: 杨兵

关键词: 降雨条件,基覆型边坡,模型试验,数值模拟,边坡稳定性

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 西南交通大学

分类号: P642.22

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.000461

总页数: 79

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降雨条件下基覆型边坡渗流特性和稳定性的试验与数值模拟研究

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