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裂隙黄土边坡降雨入渗规律及变形破坏研究
| 论文题名： | 裂隙黄土边坡降雨入渗规律及变形破坏研究 |
| 关键词： | 裂隙黄土边坡;降雨条件;入渗规律;变形破坏 |
| 摘要： | 本文以陕西省咸阳市泾阳县地区黄土边坡为研究对象，在以往专家学者已经发表的相关文献的基础上，通过建立物理模型开展人工降雨条件下的大型黄土边坡物理模型试验，运用多种监测手段全程监测试验的各个时间段，对试验过程中所监测的坡体内水分变化、应力变化、位移变化等客观数据指标结合降雨时间进行分析，综合分析黄土边坡在降雨作用下的破坏过程和破坏模式，所得结论如下： （1）边坡水分运移：预设裂隙的周围土体体积含水率总是先于其他部位达到饱和状态，裂隙的存在对水分在坡体内的运移起到促进作用。坡体各部位入渗响应速度排序为：预设裂隙两侧＞坡脚＞预设裂隙端部以下gt;坡腰；降雨期间预设裂隙的存在为坡体内水分的入渗提供优势通道，雨水会优先沿优势通道快速入渗到裂隙底部形成“U”型入渗，随着降雨量增加，坡体上部土体逐渐饱和，水润线下移速率减缓，降雨后期变化较小，入渗模式主要为灌入入渗模式。 （2）边坡应力特征：水通过预设裂隙入渗到土体内部，对预设裂隙附近的土体应力影响显著；同一竖向剖面上随着深度的增加，各方向应力值逐渐降低；加载和降雨过程中，各阶段的应力变化特征有所不同：在加载阶段，各项应力随着荷载的增大而逐渐增加，期间伴随有裂隙的产生、发展，应力集中区域位于承压板下方，在降雨阶段，由于降雨入渗引起上部土体软化，应力开始下移集中在预设裂隙端部下方。 （3）边坡位移特征：通过监测坡体各点的竖向与水平向位移，坡顶竖向位移呈现出阶梯状增长，近坡面竖向位移最大，在降雨后位移增长量迅速增长，说明降雨是引发位移最直接的原因；坡体内竖向变形区随着降雨量增加逐渐向坡体下方运移，在坡肩周围土体竖向位移量最大，而水平位移主要发生在近坡面位置，在坡腰处水平位移量最大。 （4）边坡变形破坏：加载阶段主要在坡脚附近形成剪应力集中区，荷载作用下预设裂隙两侧和底端形成拉应力集中区，坡肩及坡面位置形成一些贯通裂隙，在降雨过程中，雨水通过贯通裂隙入渗到土体内部，在动水力、水土重力及上部荷载作用下坡体前缘发生浅表层滑塌，形成新的临空面。预设裂隙附近土体软化，强度降低，后缘土体沿滑动优势面向临空面方向蠕动变形，继续降雨有再次滑塌的可能，破坏模式可总结为边坡前缘浅表层滑动-后缘裂隙拉张破坏-深层滑动面贯通-整体滑动。 |
| 作者： | 夜昊 |
| 专业： | 资源与环境 |
| 导师： | 范文;南亚林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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