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降雨入渗对粘土边坡的影响分析

王玉军  
【摘要】:降雨是诱发边坡失稳的重要因素之一,而边坡失稳给人类的生命和财产安全带来巨大的威胁和损失。分析降雨入渗对边坡安全造成的影响对正确的认识边坡失稳具有重要的意义。随着国民经济的快速发展,城市建设和道路扩展的需要,粘土边坡工程的安全问题日益突出,由于粘土边坡易受降雨影响,为了研究粘土边坡的降雨入渗,本文以粘土为研究对象,进行室内模型试验,探索边坡在不同降雨条件下的入渗规律。同时运用ABAQUS对模型进行模拟,研究模型在长时间降雨情况下,边坡内部的饱和线变化图以及坡脚路径处各点的饱和度变化,并且根据饱和度对模型就行分区,运用强度折减法分析不同工况下边坡的安全系数变化规律,主要的内容如下:1.通过直剪试验测得粘土在不同含水率下的抗剪强度;通过负压计测得不同含水率下土的基质吸力,得到基质吸力和饱和度的关系曲线。2.自制人工降雨装置,通过对比分析试验数据(含水量和孔隙水压力传感器所获得的数据)对边坡入渗的过程进行分析,得出相同降雨历时和降雨强度下的边坡的变化规律。3.运用相似度原理,在有限元软件ABAQUS中建立模型,对试验数据和模拟数据分析对比,结果表明建模方法的正确合理性,并分析长时间降雨情况下,30°、45°、60°边坡的降雨入渗规律,发现在达到饱和时候,最外侧饱和线距离边坡线的距离X随着坡度的变化呈现一定的变化规律,整体上是边坡坡度越大,最外侧饱和线距离边坡线的距离X随着坡体高度的降低变的越小。4.根据上述方法所得到的边坡饱和度分布,对边坡模型进行分区,分别赋予模型分区后的材料属性,运用有限元软件ABAQUS进行强度折减法分析,得到边坡安全系数的变化规律,发现边坡坡度越大,其安全系数的相对变化值就越大,说明降雨入渗对坡度较大的边坡稳定性影响最大。根据本文所分析的降雨入渗规律,得到坡度和降雨量对于边坡稳定的影响,分析边坡失稳的临界坡度和临界降雨量,拟以此建立相应的边坡失稳数据库,对边坡安全进行预警。


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