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降雨入渗对膨胀土路堑边坡稳定性影响的研究

刘军  
【摘要】: 膨胀土是在自然地质过程中形成的具有显著吸水膨胀性的一种特殊粘性土。近年来,随着我国南水北调、三峡工程、青藏铁路等大型土木工程的建设,在大量的边坡工程中,膨胀土的问题及其造成的危害已显得越来越突出,而目前的工程设计大都采用饱和土理论,使得边坡的稳定性存在较大安全隐患。降雨后雨水入渗是诱发膨胀土边坡失稳的重要因素,分析降雨对膨胀土边坡稳定性的影响,具有重要的理论及实际意义。 论文以宜昌某公路膨胀土边坡工程为背景,介绍了膨胀土的基本工程特性,对宜昌膨胀土进行了膨胀土抗剪强度、膨胀变形与含水量关系的室内试验研究,结果表明膨胀土的强度、变形与含水量密切相关,分析了降雨引起的含水量变化对膨胀土路堑边坡稳定性的影响;介绍了边坡稳定性分析的常用方法,结合试验结果,建立了膨胀土边坡分析的弹塑性有限元模型;引入了膨胀力的作用,建立了膨胀土路堑边坡的膨胀力作用模式;使用ANSYS软件,分析了雨水在不同入渗深度时膨胀土路堑边坡的稳定性,表明膨胀土路堑边坡表层的塑性区随雨水入渗深度增加而逐渐发展且破坏主要发生在表层或浅层,提出了不同坡高时的临界坡率;最后探讨了膨胀土边坡变形和失稳破坏机理,在此基础上总结了膨胀土路堑边坡的破坏类型和防治措施。 本文的研究为探索宜昌膨胀土的强度、变形与含水量的关系以及求解降雨条件下膨胀土边坡的稳定提供了参考。


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