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《西安科技大学》 2010年
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冻融期黄土滑坡实验研究

罗东海  
【摘要】: “西部大开发”战略举措不断深入,黄土山地逐步被广泛开发利用,作为脆弱黄土地区负效应的黄土滑坡灾害与日俱增,严重制约了该地区的良性发展,为此,黄土滑坡灾害研究日益受到重视,但灾害机理仍是国际难题,深入研究具有重要的理论意义、经济意义和社会意义。 选择冻融期黄土滑坡为研究对象,综合运用地学、数学、力学及系统科学相关理论,利用系统调查、广泛资料归纳、数值模拟、1m地温测试、模糊分析、层次分析等方法,以水的作用为主线,对冻融期黄土滑坡滑坡区地下水分布、温度场特征、形成机理解释及发育阶段判定等方面进行了有益探讨。主要结论如下: (1)以“1m地温理论”为指导,选择会宁县太平乡某冻融期黄土滑坡为实例,通过1m地温监测,编绘“滑坡区地下水水脉分布图”,探索冻融期黄土滑坡区地下水分布规律; (2)ADINA-T模拟结果“当外界温度为0℃时,坡体温度场由坡表到坡底,温度基本逐渐增加,但到一定深度后,温度基本保持不变;冻结时间1个月时,外界温度为-10℃时,冻深约为0.95m;当冻结时间2个月时,外界温度为-15℃,冻深约为1.15m;当冻结时间3个月时,外界温度为-20℃,达到最低温度,冻深约为1.35m,达到最大冻深。”与理论推导和实测最大冻结深度比较吻合。 (3)建立了“冻结前后滑坡区地下水运移模型”,以黄土地区分布最为广泛的滑坡类型——黄土泥岩顺层滑坡为模型,采用水文学原理,在确定边界条件和一定假定条件基础上,推导出浸润线方程;并分析了冻结后地下水浸润线分布情况。 (4)“冻结滞水促滑效应”主要表现为:冻结层虽阻碍了坡表径流下渗,但也堵塞了地下水排泄通道,使坡体成为一“储水囊”,地下水分布范围不断扩大、水位不断上升,增大了滑坡区动、静水压力,降低了斜坡,尤其是滑动面附近岩土体强度,进而加速斜坡变形甚至诱发滑坡灾害。以洒勒山滑坡为例,说明冻融作用是其主要作用因素和诱发因素;以会宁县太平乡滑坡为例,计算了冻结前后滑坡稳定性,结果表明冻融作用对滑坡稳定性影响较大。 (5)采用可能度区间判断矩阵排序法的“改进可拓层次分析法”,既考虑了人类对事物判断的模糊性特点,又可避免传统层次分析法的大量试算工作。建立了“滑坡时间预报可拓层次分析模型”,利用改进可拓层次分析法,可通过滑坡宏观迹象调查判定滑坡发育阶段。 本研究成果,有益于判定黄土地区斜坡地下水分布规律,能较好解释冻融期黄土滑坡灾害频繁现象,丰富了滑坡滑动机理及预测预报理论,对黄土滑坡防治方案决策和工程布置有一定参考意义。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P642.22

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