降雨及蒸發(fā)條件下排土場(chǎng)邊坡濕熱響應(yīng)特征與穩(wěn)定性分析
發(fā)布時(shí)間:2021-04-20 15:37
滑坡是一種較常見的自然災(zāi)害,而滑坡往往與邊坡內(nèi)的水分變化息息相關(guān),降雨及蒸發(fā)是邊坡內(nèi)水分變化的觸發(fā)條件。當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)于降雨條件下邊坡的穩(wěn)定性研究已較為深入,卻極少有文獻(xiàn)考慮蒸發(fā)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。為研究降雨及蒸發(fā)條件下邊坡的濕熱響應(yīng)規(guī)律與穩(wěn)定性變化,本論文以一個(gè)排土場(chǎng)邊坡為研究對(duì)象,設(shè)置了多種綜合考慮氣溫、濕度、風(fēng)速、降雨等因素的氣候工況以及與氣候工況對(duì)應(yīng)的降雨單因素工況,借助Geostudio的VADOSE/W模塊分析了邊坡在不同氣候條件下的濕熱耦合響應(yīng)特征,利用SEEP/W模塊分析了降雨單因素條件下的滲流變化特征。對(duì)氣候條件與單純考慮降雨時(shí)邊坡滲流場(chǎng)及安全系數(shù)的差異性進(jìn)行了比較分析。從中選取一種工況,利用可靠度的方法評(píng)價(jià)了邊坡的穩(wěn)定性能。利用SLOPE/W模塊模擬對(duì)排土場(chǎng)邊坡的加固以及對(duì)加固方案進(jìn)行了優(yōu)化。得出主要結(jié)論如下:(1)在各氣候工況下,邊坡含水量的變化表現(xiàn)為淺表層響應(yīng)強(qiáng)烈且及時(shí),深處響應(yīng)不明顯且滯后,土體含水量隨降雨而增大,隨蒸發(fā)干旱而減小,其變化率取決于降雨量和氣溫大小。土體的溫度變化與其所處的深度、外界氣溫大小、土體含水量有關(guān),其中外界氣溫占主導(dǎo)地位。蒸發(fā)量與濕度、氣...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 飽和-非飽和滲流研究現(xiàn)狀
1.2.2 土壤濕熱耦合研究現(xiàn)狀
1.2.3 邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 降雨及蒸發(fā)條件下飽和-非飽和滲流與強(qiáng)度理論
2.1 概述
2.2 非飽和土強(qiáng)度理論
2.2.1 基質(zhì)吸力
2.2.2 非飽和土抗剪強(qiáng)度
2.3 土水特征曲線與滲透系數(shù)曲線
2.4 飽和-非飽和滲流理論
2.4.1 達(dá)西(Darcy)滲透定律
2.4.2 飽和—非飽和滲流控制方程與定解條件
2.5 降雨入滲理論
2.6 土體蒸發(fā)理論
2.6.1 土體蒸發(fā)
2.6.2 土體蒸發(fā)濕熱耦合方程
2.6.3 濕熱耦合邊界條件
2.7 小結(jié)
第3章 降雨及蒸發(fā)條件下排土場(chǎng)濕熱耦合響應(yīng)特征
3.1 GEOSTUDIO簡介
3.2 邊坡模型與相關(guān)參數(shù)
3.2.1 邊坡模型幾何形態(tài)
3.2.2 相關(guān)計(jì)算參數(shù)
3.2.3 邊坡初始條件與邊界約束設(shè)置
3.3 不同氣候條件下邊坡的濕熱響應(yīng)模擬與分析
3.3.1 不同氣候工況設(shè)定
3.3.2 滲流響應(yīng)
3.3.3 溫度響應(yīng)
3.3.4 蒸發(fā)響應(yīng)
3.4 降雨單因素條件下的滲流特征分析
3.4.1 降雨工況設(shè)計(jì)
3.4.2 滲流響應(yīng)分析
3.5 氣候及降雨單因素工況的對(duì)比分析
3.6 小結(jié)
第4章 降雨及蒸發(fā)條件下的邊坡穩(wěn)定性分析
4.1 極限平衡法
4.2 不同氣候及降雨條件下的邊坡穩(wěn)定性分析
4.3 基于Rosenbluenth方法的邊坡可靠度分析
4.3.1 可靠度簡介
4.3.2 Rosenbluenth點(diǎn)估計(jì)法
4.3.3 降雨及蒸發(fā)條件下的邊坡可靠度分析
4.3.4 隨機(jī)變量變異系數(shù)及相關(guān)性對(duì)可靠度的影響
4.4 小結(jié)
第5章 排土場(chǎng)邊坡加固與穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析
5.1 錨桿加固排土場(chǎng)邊坡
5.1.1 錨桿簡介
5.1.2 錨桿加固方案設(shè)計(jì)
5.1.3 加錨桿后的邊坡穩(wěn)定性分析
5.2 抗滑樁加固排土場(chǎng)邊坡
5.2.1 抗滑樁簡介
5.2.2 加抗滑樁后的邊坡穩(wěn)定性分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 主要工作及結(jié)論
6.2 問題及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]降雨入滲影響下邊坡中的非飽和滲流特性[J]. 許旭堂,簡文彬,吳能森,徐祥,劉景良. 地球科學(xué). 2018(03)
[2]降雨入滲條件下非飽和土滲流特征試驗(yàn)[J]. 曾鈴,李光裕,史振寧,劉登生,劉杰,李董可. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的非飽和滲流數(shù)值分析[J]. 葉祖洋,姜清輝,劉艷章,程愛平,胡少華,孫輔庭. 巖土力學(xué). 2017(11)
[4]持續(xù)暴雨作用下排土場(chǎng)層狀碎石土邊坡穩(wěn)定性[J]. 鄭開歡,羅周全,羅成彥,文磊. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]基于灰色關(guān)聯(lián)分析的邊坡穩(wěn)定影響因素敏感性評(píng)估[J]. 尹吉娜,楊杰,任杰,胡德秀. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[6]土在全含水率范圍內(nèi)持水及非飽和滲透特性的模型描述[J]. 張昭,劉奉銀,張國平. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[7]瑞典圓弧法的積分形式及其廣義數(shù)學(xué)模型[J]. 張向東,張哲誠,張玉,趙智禮. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[8]基于有限元極限平衡法的尾礦壩壩體穩(wěn)定分析[J]. 于斯瀅,邵龍?zhí)?劉士乙. 巖土力學(xué). 2013(04)
[9]邊坡穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 郝勇,嚴(yán)建平,李堅(jiān)煒. 中國水運(yùn)(下半月). 2012(11)
[10]Rosenblueth法在邊坡可靠度分析中的應(yīng)用[J]. 李亮,褚雪松,鄭榕明. 水利水電科技進(jìn)展. 2012(03)
博士論文
[1]降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下膨脹土填方邊坡穩(wěn)定性及機(jī)理研究[D]. 趙金剛.西北大學(xué) 2013
[2]膨脹土濕熱耦合性狀與路塹邊坡防護(hù)機(jī)理研究[D]. 李雄威.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2008
[3]大氣作用下膨脹土邊坡的響應(yīng)試驗(yàn)與災(zāi)變機(jī)理研究[D]. 陳建斌.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2006
碩士論文
[1]降雨條件下裂隙性膨脹土滲流穩(wěn)定與變形分析[D]. 張維.西南交通大學(xué) 2018
[2]極端降雨條件下黃土區(qū)梯田邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)研究[D]. 溫永福.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]降雨條件下老嶺排土場(chǎng)邊坡滲流及穩(wěn)定性分析[D]. 夏強(qiáng).遼寧科技大學(xué) 2018
[4]降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下水泥改良黃土路基結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)研究[D]. 葉軍.蘭州交通大學(xué) 2017
[5]降雨條件下邊坡滲流及穩(wěn)定性分析與研究[D]. 梁家豪.沈陽建筑大學(xué) 2017
[6]大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究[D]. 孫金龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[7]極端氣候條件下互層邊坡的溫濕耦合特性及穩(wěn)定性研究[D]. 童唯峰.廣西大學(xué) 2016
[8]基于響應(yīng)面法的土質(zhì)邊坡可靠度數(shù)值模擬研究[D]. 俞志民.長沙理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3149951
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 飽和-非飽和滲流研究現(xiàn)狀
1.2.2 土壤濕熱耦合研究現(xiàn)狀
1.2.3 邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 降雨及蒸發(fā)條件下飽和-非飽和滲流與強(qiáng)度理論
2.1 概述
2.2 非飽和土強(qiáng)度理論
2.2.1 基質(zhì)吸力
2.2.2 非飽和土抗剪強(qiáng)度
2.3 土水特征曲線與滲透系數(shù)曲線
2.4 飽和-非飽和滲流理論
2.4.1 達(dá)西(Darcy)滲透定律
2.4.2 飽和—非飽和滲流控制方程與定解條件
2.5 降雨入滲理論
2.6 土體蒸發(fā)理論
2.6.1 土體蒸發(fā)
2.6.2 土體蒸發(fā)濕熱耦合方程
2.6.3 濕熱耦合邊界條件
2.7 小結(jié)
第3章 降雨及蒸發(fā)條件下排土場(chǎng)濕熱耦合響應(yīng)特征
3.1 GEOSTUDIO簡介
3.2 邊坡模型與相關(guān)參數(shù)
3.2.1 邊坡模型幾何形態(tài)
3.2.2 相關(guān)計(jì)算參數(shù)
3.2.3 邊坡初始條件與邊界約束設(shè)置
3.3 不同氣候條件下邊坡的濕熱響應(yīng)模擬與分析
3.3.1 不同氣候工況設(shè)定
3.3.2 滲流響應(yīng)
3.3.3 溫度響應(yīng)
3.3.4 蒸發(fā)響應(yīng)
3.4 降雨單因素條件下的滲流特征分析
3.4.1 降雨工況設(shè)計(jì)
3.4.2 滲流響應(yīng)分析
3.5 氣候及降雨單因素工況的對(duì)比分析
3.6 小結(jié)
第4章 降雨及蒸發(fā)條件下的邊坡穩(wěn)定性分析
4.1 極限平衡法
4.2 不同氣候及降雨條件下的邊坡穩(wěn)定性分析
4.3 基于Rosenbluenth方法的邊坡可靠度分析
4.3.1 可靠度簡介
4.3.2 Rosenbluenth點(diǎn)估計(jì)法
4.3.3 降雨及蒸發(fā)條件下的邊坡可靠度分析
4.3.4 隨機(jī)變量變異系數(shù)及相關(guān)性對(duì)可靠度的影響
4.4 小結(jié)
第5章 排土場(chǎng)邊坡加固與穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析
5.1 錨桿加固排土場(chǎng)邊坡
5.1.1 錨桿簡介
5.1.2 錨桿加固方案設(shè)計(jì)
5.1.3 加錨桿后的邊坡穩(wěn)定性分析
5.2 抗滑樁加固排土場(chǎng)邊坡
5.2.1 抗滑樁簡介
5.2.2 加抗滑樁后的邊坡穩(wěn)定性分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 主要工作及結(jié)論
6.2 問題及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]降雨入滲影響下邊坡中的非飽和滲流特性[J]. 許旭堂,簡文彬,吳能森,徐祥,劉景良. 地球科學(xué). 2018(03)
[2]降雨入滲條件下非飽和土滲流特征試驗(yàn)[J]. 曾鈴,李光裕,史振寧,劉登生,劉杰,李董可. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)的非飽和滲流數(shù)值分析[J]. 葉祖洋,姜清輝,劉艷章,程愛平,胡少華,孫輔庭. 巖土力學(xué). 2017(11)
[4]持續(xù)暴雨作用下排土場(chǎng)層狀碎石土邊坡穩(wěn)定性[J]. 鄭開歡,羅周全,羅成彥,文磊. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]基于灰色關(guān)聯(lián)分析的邊坡穩(wěn)定影響因素敏感性評(píng)估[J]. 尹吉娜,楊杰,任杰,胡德秀. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[6]土在全含水率范圍內(nèi)持水及非飽和滲透特性的模型描述[J]. 張昭,劉奉銀,張國平. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[7]瑞典圓弧法的積分形式及其廣義數(shù)學(xué)模型[J]. 張向東,張哲誠,張玉,趙智禮. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[8]基于有限元極限平衡法的尾礦壩壩體穩(wěn)定分析[J]. 于斯瀅,邵龍?zhí)?劉士乙. 巖土力學(xué). 2013(04)
[9]邊坡穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 郝勇,嚴(yán)建平,李堅(jiān)煒. 中國水運(yùn)(下半月). 2012(11)
[10]Rosenblueth法在邊坡可靠度分析中的應(yīng)用[J]. 李亮,褚雪松,鄭榕明. 水利水電科技進(jìn)展. 2012(03)
博士論文
[1]降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下膨脹土填方邊坡穩(wěn)定性及機(jī)理研究[D]. 趙金剛.西北大學(xué) 2013
[2]膨脹土濕熱耦合性狀與路塹邊坡防護(hù)機(jī)理研究[D]. 李雄威.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2008
[3]大氣作用下膨脹土邊坡的響應(yīng)試驗(yàn)與災(zāi)變機(jī)理研究[D]. 陳建斌.中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所) 2006
碩士論文
[1]降雨條件下裂隙性膨脹土滲流穩(wěn)定與變形分析[D]. 張維.西南交通大學(xué) 2018
[2]極端降雨條件下黃土區(qū)梯田邊坡穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)研究[D]. 溫永福.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]降雨條件下老嶺排土場(chǎng)邊坡滲流及穩(wěn)定性分析[D]. 夏強(qiáng).遼寧科技大學(xué) 2018
[4]降雨—蒸發(fā)循環(huán)作用下水泥改良黃土路基結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)研究[D]. 葉軍.蘭州交通大學(xué) 2017
[5]降雨條件下邊坡滲流及穩(wěn)定性分析與研究[D]. 梁家豪.沈陽建筑大學(xué) 2017
[6]大氣作用下非飽和黃土路基濕度變化及影響因素研究[D]. 孫金龍.蘭州交通大學(xué) 2016
[7]極端氣候條件下互層邊坡的溫濕耦合特性及穩(wěn)定性研究[D]. 童唯峰.廣西大學(xué) 2016
[8]基于響應(yīng)面法的土質(zhì)邊坡可靠度數(shù)值模擬研究[D]. 俞志民.長沙理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3149951
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