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施工期影响路基稳定性的非稳定渗流场的数值分析
| 论文题名： | 施工期影响路基稳定性的非稳定渗流场的数值分析 |
| 关键词： | 非稳定渗流;移动冲击荷载;流固耦合;路基稳定性;降雨入渗;施工期;数值分析 |
| 摘要： | 路基是公路工程的基础。我国地域广阔，随着工程建设越来越多，复杂地质情况上的路基问题也就更加突出。工程实践中往往就会遇到许多如地下水位较高或遭遇降雨较多的特殊的工程路基。地下水位较高的或遭遇降雨较多的路基工程就会涉及到非稳定渗流问题，所以研究非稳定渗流影响非饱和路基稳定性的工程实践问题是十分必要的。 在影响地下水位较高的非饱和人工填土路基稳定性的因素中，开挖扰动、施工碾压而使得路基发生非稳定渗流引起地下水位变化，所以这些因素无疑就成为路基施工过程中影响稳定性的重要方面：而降雨就会使得路基在入渗过程中发生非稳定渗流，从而影响路基边坡的稳定性。对于某些地下水位较高的特殊工程，地处的路基基础中同时存在着特殊性土，如湿陷性等，从而在地下水位较高的情况下，在移动冲击荷载的作用下引起地下水发生非稳定渗流从而上升，进而引起荷载作用影响的特殊土层湿陷。因此，有必要对处于特殊土层上的非饱和的人工填土路基在施工期的路基稳定性进行研究，防止发生失稳破坏，以避免或减少不必要的损失。 结合理论分析和数值模拟等方法研究分析地下水渗流、降雨入渗和移动冲击荷载等关键因素对非饱和路基稳定性的影响。详细介绍了国内外非稳定渗流数值模拟的研究现状，阐述了饱和-非饱和渗流理论、渗流分析中的边界条件以及非稳定渗流中的应力状态，重点阐述了土水特征曲线的拟合模型和预测方法，同时也简述了流固耦合的理论公式。 采用有限差分软件在考虑流固耦合的情况下，详细探讨了地下水位较高的路基在移动冲击荷载作用下地下水位的变化。根据计算结果，总结了移动冲击荷载作用路基的临界填高以及地下水位的变化趋势。采用有限元软件模拟了遭遇不同降雨强度下考虑蒸发和不考虑蒸发的情况下高填路基的非稳定渗流场，同时也研究分析了路基在降雨入渗和蒸发过程中的边坡稳定性。根据计算结果，总结分析了降雨过程中和结束后分别在不考虑蒸发和考虑蒸发情况下的非稳定渗流场规律以及其对路基边坡稳定性的影响。 |
| 作者： | 马超 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 柴军瑞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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