渗流作用下边坡稳定性研究
【摘要】：
土质边坡中的地下水非稳定渗流作用是一个牵扯到水力学和土力学的复杂问题。库水位升降时产生的非稳定渗流不利于坝体和岸坡的稳定。对存在快速蓄水、水位降落的非稳定渗流下的库岸边坡,结合边坡中非稳定渗流的复杂流态实际分布研究地下水渗流作用下的边坡稳定性,具有重要的理论价值和实用价值。
本文主要采取理论分析、物理模型试验和数值模拟分析等方法研究分析非稳定渗流场的变化规律以及对边坡稳定的影响。首先探讨了非稳定渗流的基本理论,在此基础上,通过砂槽模型模拟了粉砂、细砂、粘土等材料的土质边坡在水位升降时的非稳定渗流物理变化过程,观测了边坡在此过程中的滑动失稳过程。重点研究了水位上升降落过程中的边坡非稳定渗流场对水位降落速度的动态响应,分析了渗流方向和渗透力对边坡稳定性分析的影响。
结合砂槽模型试验结果,通过对边坡中各部位渗流水头、渗透坡降的空间分布规律和时间序列变化趋势以及两者与安全系数之间的内在联系,重点研究了退水指标值κ/μν反馈非稳定渗流场的规律,进一步完善了了非稳定渗流自由面最高点和浸润线的计算公式。
分析表明,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时的等势线与边坡趋于平行,渗流方向朝向上游坡面,渗透力表现为不利于边坡稳定的滑动力,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大时刻。建议边坡稳定分析须结合渗流作用。
【学位授予单位】：南京水利科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TV139.1
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