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降雨条件下粗粒土路堤边坡的渗流及稳定性分析
| 论文题名： | 降雨条件下粗粒土路堤边坡的渗流及稳定性分析 |
| 关键词： | 粗粒土;降雨入渗;孔隙水压力;体积含水率;安全系数;路堤边坡 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的迅速发展，一些高等级公路得到了飞速的发展，在修建这些公路的时候，由于粗粒土具有抗压强度高、透水性强、沉降变形小、压实密度大等工程特性，是一种经济、普遍、具有良好工程性质的路堤填料，在高速公路路堤工程中已得到广泛应用。但是粗粒土路堤边坡在降雨的作用下会发生病害，甚至发生失稳。本文首先对粗粒土的工程特性进行初步介绍，然后采用有限元分析粗粒土路堤的边坡渗流场（孔隙水压力和含水率的变化规律）及在不同条件下路堤边坡安全系数的变化规律，主要结论有: (1)对粗粒土作为路堤填筑材料的基本物理力学性能进行介绍。在降雨条件下粗粒土路堤边坡的渗流分析过程中，粗粒土的渗透系数和饱和含水率对渗流分析结果将产生很重要的影响，本文通过查阅文献合理得出粗粒土饱和渗透系数和饱和含水率的值。 (2)初始条件下粗粒土路堤边坡表层的孔隙水压力为负值，随着雨水渗入路堤边坡，其孔隙水压力将会变为正值。粗粒土路堤边坡的孔隙水压力沿着截面高程会出现暂态饱和区、负压力区、正压力区。路堤表面的为暂态饱和区，暂态饱和区与初始地下水位之间的是负压力区，在这个区域范围内由于受到上下两个饱和区的影响，孔隙水压力表现为两头大，中间小。地下水位以下是正压力区，其值按照静水压力分布。 (3)在其他条件保持一致的情况下，降雨强度大的相较于降雨强度小的路堤边坡对应的安全系数降低的多，这是因为降雨强度大，路堤边坡入渗的水分就会越来越多，基质吸力就会越来越小，同时雨水的入渗导致土体容重的增加，从而降低了路堤边坡的抗剪强度，故路堤边坡的安全系数会降低。降雨持续时间的增大，路堤边坡坡体内入渗的雨水会越来越多，会降低路堤边坡的安全系数。当粗粒土渗透系数大的时候，在同种条件下，粗粒土路堤边坡渗入的雨水比粗粒土渗透系数小的情况下要多，故路堤边坡的安全系数也会越来越低。 |
| 作者： | 余涛 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 何忠明;方建勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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