本文關鍵詞：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

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【摘要】：滑坡是一種十分常見的自然災害,隨著全球氣候變暖以及極端氣候的頻發(fā),近年來滑坡的發(fā)生的頻率也變的越來越高。不少學者都對滑坡現(xiàn)象做了比較深入的研究。在歷史上,由于地層沉積年代的不同,在廣西地區(qū)形成了分布廣泛的互層地層。互層邊坡層間土體性質(zhì)存在較大差異,使得互層邊坡對于極端氣候的敏感性以及強降雨條件下的穩(wěn)定性與均質(zhì)邊坡不同。然而,目前巖土界對于互層邊坡的研究成果還不夠充分,因此對于互層邊坡的研究具有十分重大的意義。本文研究取得以下主要成果。(1)統(tǒng)計了南寧市近三十年來極端氣候發(fā)生的頻率,將極端高溫、干旱以及極端降雨作為南寧極端氣候的主要研究對象,并對其進行了定義。(2)以南寧地區(qū)典型粉砂巖+泥巖+粉砂巖邊坡為原型,采用溫濕耦合理論對極端氣候下互層邊坡的溫濕度場進行了分析。得到了不同氣候組合條件下,互層邊坡土體溫濕耦合特性以及溫濕度場的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)短時間急劇的氣候變化對土體表層的溫度場與濕度場的影響較大,對比較深層的土體的影響有限。長時間的氣候作用,比如干旱,對深層土體的產(chǎn)生較大的影響。不同的降雨強度對土體的溫度場的影響較大。在降雨過后的蒸發(fā)作用過程中,對于邊坡的中部來說,處于下層的土體在一定深度內(nèi)的含水量會有一定程度的升高。這是因為上層土體在蒸發(fā)作用時還會伴隨有向下的滲透作用。這種現(xiàn)象在長時間干旱發(fā)生的過程中會慢慢消散。(3)不同的氣候組合下互層邊坡的穩(wěn)定系數(shù)不同,暴雨對邊坡的穩(wěn)定性影響最大,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)在蒸發(fā)作用下會明顯升高,短期的高溫蒸發(fā)作用下,互層邊坡的穩(wěn)定性高于無互層的邊坡；長時間的蒸發(fā)條件下則是無互層的邊坡更加穩(wěn)定。(4)進一步分析了極端降雨條件下不同影響因子對于互層邊坡滲流及穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,降雨初期對邊坡穩(wěn)定性影響最大的是前峰雨型,后期不同雨型對邊坡穩(wěn)定性影響沒有明顯的差別。互層邊坡中間弱滲透性的泥巖層在降雨過程中起到隔水層的作用,中間層的厚度越大,雨水透過中間層滲透到邊坡內(nèi)部的水分越少,對邊坡內(nèi)部的影響越小,對于表層的粉砂巖的浸泡及軟化作用越明顯,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)越低。邊坡表面裂縫的存在顯著降低了邊坡穩(wěn)定系數(shù),并且最危險滑動面的位置處于裂縫存在的土層以內(nèi)。裂縫的間距越小,在降雨初期穩(wěn)定系數(shù)越�。坏浇涤甑暮笃�,穩(wěn)定系數(shù)變化不大。降雨入滲對泥巖+粉砂巖+泥巖邊坡土體孔壓的影響范圍較小,邊坡穩(wěn)定系數(shù)隨降雨時間的延長及中間層粉砂巖厚度的增加而降低,但降低的幅度較粉砂巖+泥巖+粉砂巖互層要小得多。(5)探討分析了極端降雨條件下格構(gòu)梁一錨桿護坡措施對互層邊坡的穩(wěn)定性影響,結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)對限制邊坡的位移以及提高穩(wěn)定系數(shù)方面效果明顯。
【關鍵詞】：互層邊坡 極端氣候 溫濕耦合 滑坡穩(wěn)定性分析
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符號說明11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 選題背景13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 土體溫濕耦合研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 降雨入滲邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容與研究思路20-23
• 1.3.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 研究思路21-23
• 第二章 互層土室內(nèi)試驗與極端氣候條件定義23-36
• 2.1 前言23
• 2.2 室內(nèi)試驗23-25
• 2.2.1 基本物理指標23-25
• 2.2.2 基本力學指標25
• 2.3 南寧市極端氣候條件25-28
• 2.3.1 極端氣候定義的方法26-27
• 2.3.2 南寧市極端氣候的定義27-28
• 2.4 南寧極端氣候發(fā)生的概況28-35
• 2.4.1 極端高溫28-29
• 2.4.2 極端降水29-32
• 2.4.3 極端干旱32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 極端氣候下互層邊坡溫濕耦合特性的分析36-59
• 3.1 前言36
• 3.2 數(shù)值計算模型36-39
• 3.2.1 蒸發(fā)模型36-37
• 3.2.2 土壤水分運動方程37
• 3.2.3 非飽和土溫濕耦合模型37-39
• 3.3 計算模型的參數(shù)設置39-46
• 3.3.1 土體熱力學參數(shù)39-41
• 3.3.2 土體水力參數(shù)41-44
• 3.3.3 氣象參數(shù)44
• 3.3.4 數(shù)值模型對比驗證分析44-46
• 3.4 考慮不同氣候組合下互層邊坡溫濕耦合分析46-58
• 3.4.1 互層邊坡計算模型46
• 3.4.2 初始邊界條件46-47
• 3.4.3 計算工況47
• 3.4.4 不同氣候組合下互層邊坡的溫濕耦合特性分析47-57
• 3.4.5 不同氣候組合對互層邊坡穩(wěn)定性的影響57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 極端降雨條件下互層邊坡的穩(wěn)定性研究59-77
• 4.1 前言59
• 4.2 邊坡降雨入滲過程及穩(wěn)定理論59-61
• 4.2.1 降雨入滲過程的分析59-61
• 4.2.2 極限平衡分析理論61
• 4.3 極端降雨條件下互層邊坡的穩(wěn)定性分析61-76
• 4.3.1 計算方案61-62
• 4.3.2 材料設置62
• 4.3.3 不同雨型的影響62-67
• 4.3.4 不同中間層厚度的影響67-71
• 4.3.5 裂隙的影響71-74
• 4.3.6 不同互層組合的影響74-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 極端降雨條件下的格構(gòu)梁-錨桿護坡方法研究77-85
• 5.1 前言77
• 5.2 邊坡防治方法研究77-79
• 5.2.1 坡體防治技術77-79
• 5.2.2 坡面防治技術79
• 5.3 格構(gòu)梁-錨桿護坡計算分析79-84
• 5.3.1 模型參數(shù)79-80
• 5.3.2 計算結(jié)果分析80-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 第六章 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 本文主要結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 參考文獻87-91
• 致謝91-92
• 研究生期間參與的科研項目92

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