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降雨条件下边坡的弹性波响应特征研究
| 论文题名： | 降雨条件下边坡的弹性波响应特征研究 |
| 关键词： | 降雨条件;边坡破坏;弹性波响应;预警阈值 |
| 摘要： | 降雨是导致滑坡发生的最主要因素之一，为了减少损失需要对降雨型滑坡进行预防和治理，基于弹性波的滑坡监测方法，可以大大提高滑坡监测的可靠性，为滑坡防灾减灾和预测预报提供了新的研究方向。尽管国内外学者已经对弹性波与土体含水量、变形之间的关系进行了诸多研究，但在传感器布置方式、降雨强度和土体层理结构对弹性波速度的影响等方面的研究仍然较为缺乏，相应条件下的弹性波响应规律仍需进一步明确。 鉴于上述问题，本文首先对降雨型滑坡的破坏机理、防治方法和试验手段进行简述；然后对弹性波在边坡破坏预警中的研究背景、现状和意义进行分析，并按照土工试验标准对试验材料的物理指标进行测定；最后利用自行组建的试验系统分别开展模型盒基础试验和两类边坡模型试验，得到了如下结果： (1)通过模型盒基础试验研究土体层理结构、含水量和弹性波传播距离对波速的影响，结果表明：弹性波在致密土体内的传播速度快于疏松土体，且密度越大波速越快；发射端土体密度越高，距离波源最近的接收器测得的弹性波速度越快；弹性波发射端土体密度变化对波速的影响大于接收端；弹性波传播距离增大会加速能量损失，建议弹性波发生器和接收器布置间距不超过50cm。 (2)通过均质边坡模型试验研究了降雨时边坡的破坏过程和弹性波响应规律，结果表明：降雨时边坡主要经历了坡脚积水、坡脚侵蚀、中部微裂缝发展、上部拉裂破坏、整体崩塌等5个阶段。尽管土体含水量会使弹性波速度降低，但这种影响对于由边坡变形破坏造成的波速骤降来说并不明显。 (3)通过三组非均质边坡模型试验对试验过程中边坡的含水量、波速、破坏模式和破坏程度进行分析，结果表明：降雨引起的边坡破坏范围和类型具有不确定性，并且持续的径流会对边坡的稳定性产生重要影响。边坡基层土体压实度不同，边坡的破坏程度也会有区别，但随时间的总体变化趋势一致。根据弹性波响应规律曲线，得到了当前试验条件下降雨诱发边坡破坏的弹性波预警阈值，即当弹性波速度降低速率超过8.5%时发出预警信息。 |
| 作者： | 康硕 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张建辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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