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原文传递降雨入渗下的山区公路土质高边坡稳定性分析与评价

论文题名：	降雨入渗下的山区公路土质高边坡稳定性分析与评价
关键词：	边坡稳定性;山区公路;数值模拟;降雨入渗作用
摘要：	公路土质边坡在雨季容易产生滑坡这是一个普遍现象，正常情况下这些边坡是稳定的，但随着降雨时间的推移和雨水的入渗作用，边坡可能发生滑坡。调查研究表明，绝大多数土坡失稳出现在降雨期间或降雨之后，可见降雨入渗对土质边坡稳定性影响具有重要意义。无论边坡失稳，还是边坡滑动，都可能会对经济建设和人民生命财产造成巨大损失。所以，边坡的稳定性研究一直是专家学者们关注的焦点之一。　　本文针对目前边坡稳定性研究中存在的主要问题，首先，结合福建省典型的气候环境和地质条件，以福建山区公路土质高边坡为研究对象，通过试验和理论分析，对降雨入渗条件下残积土质高边坡失稳机理及影响因素的关联性进行研究；然后，通过敏感性分析确定影响边坡稳定性的主要影响因素及其关联性；最后，应用数值模拟方法建立土质边坡稳定性的评价模型。为完善土质边坡稳定性分析理论和进一步开展同类或相似的研究及对福建地区及时、有效的做好公路残积土质高边坡失稳预防工作和加固设计提供理论参考。主要研究内容及结果如下：　　深入分析均质非饱和残积土高边坡在降雨入渗作用下失稳破坏的机理；详细推导了降雨入渗下非饱和土中二维渗流控制方程，并给出定解条件；从内因和外因两方面系统分析了影响边坡稳定性的主要影响因素。　　针对福建地区典型的非饱和残积土进行三轴剪切试验，明确了在含水率和围压不同的情况下其抗剪强度的变化规律：在含水量增加的情况下，土体抗剪强度降低，其抗剪强度指标黏聚力和内摩擦角是不断减小的。在含水率一定的条件下，随着围压的不断增大，土体抗剪强度逐渐提高，轴向应变在达到破坏条件前不断增大，应力-应变关系曲线呈硬化型；在围压一定的条件下，随着含水率的增大，曲线的峰值强度不断降低。　　利用距离分析法优化灰色关联分析，改进灰色关联度评价方法，对降雨入渗下残积土高边坡失稳的影响因素进行敏感性评价，并对影响因素的权重进行比较和排序，得到8个影响因素的关联序：cj￠￠＞＞＞L H R＞＞gb＞＞k s；有效黏聚力和有效内摩擦角权重值分别为18.41%和16.28%。　　运用ABAQUS有限元软件建立边坡渗流分析模型，模拟分析降雨强度、降雨持时对残积土边坡孔隙水压力和位移变化的影响；使用有限元强度折减法实现降雨条件下的残积土边坡安全系数计算；根据边坡稳定性的影响因素，以基本型为基础，分别计算不同情况下边坡的安全系数，分析不同影响因素对边坡安全系数的影响规律，并进行稳定性评价：当降雨强度超过100 mm/d，降雨持时超过72 h，边坡极不稳定；当边坡坡度超过60°，坡高大于30 m时，边坡可能发生失稳。
作者：	屈鑫
专业：	林业工程;森林工程
导师：	张正雄
授予学位：	硕士
授予学位单位：	福建农林大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文