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不同降雨条件下高填路堤边坡稳定性分析
| 论文题名： | 不同降雨条件下高填路堤边坡稳定性分析 |
| 关键词： | 边坡稳定性;降雨条件;高填路堤;粉质黏土;渗流特性 |
| 摘要： | 在我国南方地区，暴雨是诱发边坡失稳的常见因素。研究降雨条件下路堤边坡的稳定性可以在一定程度上预测工程灾害，避免不必要的经济损失。本文以广佛肇高速公路工程为依托，从实验研究、软件开发、数值模拟三个方面对广佛肇高速公路K85+160断面进行不同降雨条件下高填路堤边坡稳定性的研究。主要研究内容如下： （1）通过现场取样和室内实验，研究了粉质黏土的渗流特性和力学特性。基于压力板试验获得了该处非饱和土的土水特征曲线、渗透系数函数，基于GDS三轴试验获得了非饱和土的抗剪强度，为数值模拟获取参数。 （2）提出了新的降雨数值边界条件：在土体表面施加一层很薄的“空气单元”，降雨入渗边界施加在“空气单元”表面。新方法与原有的方法相比较，更加接近现场和试验测得的降雨入渗率。 （3）提出了新的初始孔隙水压力数值施加方法：在模型两侧施加动态的流量边界，模拟自然界中地下水补给，从而获取更接近实际情况的初始孔隙水压力分布。 （4）基于FLAC3D进行了对降雨非饱和土渗流变形模块的开发。通过FLAC3D软件内置 FISH语言编写计算程序，扩展 FLAC3D的渗流功能，并根据三轴试验结果，使模拟渗流过程中粉质黏土的抗剪强度随着基质吸力的变化而改变，实现非饱和土的渗流变形。 （5）基于上述参数及方法，对不同降雨条件下广佛肇高速公路K85+160断面进行稳定性数值分析。数值模拟结果显示：当降雨时间在2 h内时，降雨强度为60 mm/h，边坡的安全系数最低；当降雨时间超过2h时，降雨强度为15 mm/h，边坡的安全系数最低。降雨入渗会导致土坡内部土体的有效应力减小，但是会使局部软弱土层有效应力增加，而将软弱土层全部换填可以有效减小降雨对边坡稳定性的影响。 |
| 作者： | 金怡轩 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 汪华斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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