文档介绍：东南大学
硕士学位论文
降雨条件下公路路基渗流特性及边坡稳定性分析
姓名:曾田
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张晓春
20080113
摘要降雨入渗是路基破坏和边坡失稳的主要诱发因素,滑坡与降雨有着密切的联系。深入研究降雨条件下的路基边坡失稳规律,—非饱和渗流理论、降雨入渗理论和流固耦合原理,采用数值模拟方法分析了降雨渗流作用下路基渗流场和应力场的变化特点,并将极限平衡原理和有限元理论结合对边坡稳定性进行了分析。本文主要研究降雨入渗条件下土基内水分渗流和土体变形的规律以及由此引起的边坡稳定性的变化规律,从以下方面开展了研究工作:降雨渗流理论和计算方法的研究。由饱和一非饱和渗流基本理论出发,介绍了降雨入渗非饱和渗流的控制方程,在此基础上分析了路基土体在降雨入渗条件下渗流的定解条件,并建立了相降雨入渗条件下路基的渗流场数值模拟研究。对不同降雨因素影响下的路基,建立相应的渗流计算分析模型,分析了不同降雨因素如降雨总量、降雨强度、降雨持时和降雨形式等对路基渗流场的影响。得到了土体的渗透系数、渗透性各向异性以及地下水位等因素变化的情况下路基渗流场的变化规律。分析比较了有行车荷载作用和无车载作用时降雨条件下的路基土的渗流规律。降雨条件下土体的流固耦台分析。进行降雨条件下路基的渗流场和应力场耦合计算,得到了考虑降雨因素涤昀嘈汀⒔涤昵慷鹊和土体性质赶凳笮⑸赶凳飨蛞煨等条件变化时的路基应力和变形规律。考虑降雨入渗的边坡稳定性研究。将降雨入渗作为土坡稳定分析的重要因素,通过极限平位置的变化规律。在不同的降雨条件、土体性质以及地下水位等的影响下定量得到了各种因素对土坡稳定性的影响程度,探讨各参数变化对边坡稳定性安全系数的影响,并对边坡稳定性进行了安全论文系统探讨了降雨条件下影响路基渗流场及边坡稳定性的主要因素,为路基边坡的合理设计、关键词:饱和一非饱和渗流降雨入渗渗流场应力场数值模拟边坡稳定性分析应的计算模型。衡原理和有限元理论结合对边坡稳定性进行分析,得出相应情况下的边坡安全系数和最危险滑移面性评价。有效防护和雨季失稳预测提供了可靠依据。
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生日俊⒌期:兰竖尘哆东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第一章绪论问题的提出随着经济和社会的不断发展,我国的公路特别是高速公路也得到了迅速的发展。路基是公路建设的基础,路基质量的好坏将直接影响路面质量,。、高路堤或软弱地基上的路堤,也可能因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出年拢轿魈ň筛咚俟诽窖羧6问傺粝鼐衬诘穆坊虻刂试虿料荩料萋范有一百多米长,沉陷幅度最大路段达八米。年拢=ㄏ妹磐瞎獻ψ蟛嗌体受地质灾害影响出现严重裂痕渗水,导致山体高护坡移位、变形、倒塌并伴有泥石流发生。大量致边坡失稳破坏的诱导因素。泄湫突隆稩一书中实录多例滑坡,绝大部分滑坡发生在雨年赂=ㄊ〕中嗳盏那拷涤辏斐筛檬》⑸啻ι教寤隆⑺胶吐坊伲焊R咚俟影响,京珠高速公路湖南耒阳至宜章路段水毁情况严重,大量边坡出现塌方、滑移现象。年调查显示:天然边坡以及铁路、公路、露天矿等开挖边坡的失稳多发生在雨季。滑坡发生频次最多的月份与暴雨出现频次最多的月份相一致,滑坡发生与暴雨频次具有良好的一致性。对边坡稳定性与降雨关系进行分析,结果表明降雨历时、降雨量、降雨强度及降雨形式等因素对滑坡的发生降雨入渗对土坡的影响主要是由于降雨导致渗流场的变化,从而引起土体内的动水压力和静水压力的变化。降雨入渗的过程主要是非饱和土体变为饱和土体的过程。同种土体,非饱和土的抗剪强度一般大于饱和土的抗剪强度,而且非饱和土的抗剪强度随含水量的增大而减小。降雨造成的非饱和土体的抗剪强度降低是造成边坡失稳的一个重要原因。降雨入渗使得土体孔隙水压力