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降雨条件下梅州花岗岩残积土边坡渗流及稳定性分析

2020-12-02阅读(890)

降雨条件下梅州花岗岩残积土边坡渗流及稳定性分析

论文摘要

梅州市丘陵广布的地形特征造成了大量削坡建房的现象,而由于梅州雨量充沛的降雨特征和花岗岩残积土特殊的工程性质,不合理的削坡方式极易在雨季造成边坡失稳,因此,研究降雨条件下花岗岩残积土边坡渗流特性和稳定性变化规律具有重要的意义。本文通过土体试验和数值分析方法,重点研究了降雨强度、降雨历时和坡比三个因素对边坡渗流特征和稳定性的影响,主要研究工作如下:（1）边坡饱和-非饱和渗流和稳定性分析基本理论的归纳和分析。基于能量守恒和达西定律,推导了饱和-非饱和渗流微分方程,并对土水特征曲线和降雨入渗基本理论进行了介绍。最后分析了非饱和抗剪理论和Morgenstern-Price法。（2）梅州人工边坡概况和花岗岩残积土工程性质研究。通过文献调查和数据统计的方法分析了梅州地质概况,总结梅州人工边坡和不稳定斜坡坡高及坡度分布规律。进一步选择梅州具有代表性的两个试验点进行相关室内外试验,分析花岗岩残积土渗透系数、粘聚力、内摩擦角等力学性质,并通过现场含水量试验研究了边坡含水率随深度的分布规律。（3）降雨条件下边坡渗流特征分析。运用有限元软件GeoStudio的SEEP/W板块研究了不同降雨强度、降雨历时条件和不同坡比设计方案下边坡渗流特性,重点研究了体积含水率、孔隙水压力、渗流速度和渗透力在不同条件下的时空变化规律。（4）降雨条件下边坡稳定性分析。以SEEP/W渗流分析结果为依据,对边坡在不同降雨条件和坡比设计方案下的稳定性进行分析,重点研究了边坡在不同降雨强度、降雨历时和坡比下的边坡安全系数和临界滑面变化规律,最后分析了在降雨条件下坡高对边坡稳定的影响。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 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 花岗岩残积土研究现状
  •     1.2.2 饱和-非饱和渗流研究现状
  •     1.2.3 降雨条件下边坡渗流和稳定性分析研究现状
  •     1.2.4 边坡稳定性分析方法研究现状
  •   1.3 本文主要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
  • 第二章 边坡渗流及稳定性分析理论
  •   2.1 渗流微分方程
  •     2.1.1 饱和-非饱和渗流达西定律
  •     2.1.2 渗流基本微分方程
  •     2.1.3 定解条件
  •   2.2 土-水特征曲线及其模型
  •     2.2.1 土-水特征曲线基本概念
  •     2.2.2 土-水特征曲线模型
  •   2.3 降雨入渗基本理论
  •   2.4 边坡稳定性理论
  •     2.4.1 非饱和土抗剪强度基础理论
  •     2.4.2 基于非饱和土力学理论的简化Morgenstern-Price法
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 梅州人工边坡概况及花岗岩残积土工程性质
  •   3.1 梅州地理及地质概况
  •     3.1.1 梅州地形地貌条件
  •     3.1.2 气候及水文条件
  •     3.1.3 梅州地质概况
  •   3.2 梅州人工边坡概况
  •   3.3 梅州地区花岗岩残积土工程性质
  •     3.3.1 花岗岩残积土渗透性研究
  •     3.3.2 花岗岩残积土抗剪性能研究
  •     3.3.3 花岗岩残积土边坡含水量现场测试
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 花岗岩残积土边坡渗流分析
  •   4.1 计算模型建立
  •     4.1.1 GeoStudio软件介绍
  •     4.1.2 几何模型建立
  •     4.1.3 模型基本假定及边界条件设置
  •     4.1.4 分析方案设置
  •   4.2 降雨入渗对体积含水率的影响
  •     4.2.1 降雨强度对体积含水率的影响
  •     4.2.2 降雨历时对体积含水率的影响
  •   4.3 降雨入渗对孔隙水压力的影响
  •     4.3.1 降雨强度对孔隙水压力的影响
  •     4.3.2 降雨历时对孔隙水压力的影响
  •   4.4 降雨入渗对渗流速度的影响
  •   4.5 降雨入渗对渗透力的影响
  •   4.6 不同坡比设计方案边坡渗流特征
  •     4.6.1 不同坡比边坡体积含水率变化规律
  •     4.6.2 不同坡比边坡孔隙水压力变化规律
  •     4.6.3 不同坡比边坡渗流速度变化规律
  •     4.6.4 不同坡比边坡渗透力变化规律
  •   4.7 本章小结
  • 第五章 花岗岩残积土边坡稳定性分析
  •   5.1 边坡模型的建立与计算方案
  •   5.2 降雨强度对边坡稳定性的影响
  •   5.3 降雨历时对边坡稳定性的影响
  •   5.4 边坡坡比对边坡稳定性的影响
  •   5.5 坡高对边坡稳定性的影响
  •   5.6 本章小结
  • 结论与展望
  •   结论
  •   展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杨惺

    导师: 宿文姬

    关键词: 花岗岩残积土,降雨入渗,渗流特性,边坡稳定性

    来源: 华南理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 华南理工大学

    分类号: TU43

    DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.000645

    总页数: 91

    文件大小: 5561K

    下载量: 246

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