强降雨条件下高大弃土边坡稳定性分析

摘要

边坡稳定性一直是岩土工程中的重要研究课题之一。大量基础设施的建设，导致越来越多的高大弃土边坡。由于高大弃土边坡有变形大、多孔隙、欠固结以及非饱和等特点，而且极易引发滑坡破坏造成地质灾害，特别是在强降雨时。因此考虑强降雨对高大弃土边坡稳定性的影响分析具有重要意义。
　　 本文以长洲水利枢纽白沙村高大弃土边坡为研究对象，通过室内固结试验模拟了施工过程中弃土边坡的自重固结过程，并且在土的剪切试验上，分析了每层土力学参数的变化规律。通过饱和渗透试验与基质吸力试验分析了弃土在不同孔隙比饱和渗透系数与土水的特征曲线的变化规律。将试验数据作为参数，利用SEEP/W软件模拟在不同的降雨强度、降雨时间条件下土体参数变化时引起高大弃土边坡的饱和-非饱和渗流场的变化情况。同时分别比较了降雨历时和降雨强度对边坡渗流场的影响。在SEEP/W软件分析渗流的基础上，将得到的孔隙水压力及水头分布并结合所延伸的莫尔-库伦破坏准则，用SLOPE/E模块来进行稳定性分析，获得安全系数以及呈现出的边坡潜在滑裂面位置。用SEEP/W软件获取弃土边坡同一竖向断面上的孔隙水压力随时间变化的曲线，再对比孔隙水压力与边坡安全系数的变化。通过改变排水层宽度和弃土边坡的坡度，来分析排水层宽度和弃土边坡的坡度对高大弃土边坡稳定的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景与意义

1．2 边坡的稳定性分析现状及进展

1．2．1 边坡稳定性分析的现状

1．2．2 降雨对边坡稳定性影响研究的最新进展

1．3 高大弃土边坡稳定性分析中存在的问题

1．4 本文的主要研究内容

第二章 边坡稳定性分析方法及相关理论

2．1 高大弃土边坡稳定性分析方法

2．1．1 定性分析方法

2．1．2 定量分析方法

2．1．3 不确定性分析方法

2．2 边坡渗流理论

2．2．1 渗流控制方程

2．3．2 定解条件

2．3 降雨入渗理论及影响因素

2．3．1 降雨入渗理论

2．3．2 降雨入渗过程的影响因素

第三章 模拟弃土边坡施工加载过程的参数试验

3．1 工程背景

3．1．1 弃土边坡基本概况

3．1．2 工程地质条件

3．1．3 气候条件

3．2 试验目的

3．3 试验方法与过程

3．3．1 试验土体的选取与制样过程

3．3．2 击实试验

3．3．3 室内固结试验

3．3．4 室内直剪试验

3．3．5 饱和渗透试验

3．3．6 非饱和土体基质吸力试验

3．4 试验结果与分析

3．4．1 击实试验结果

3．4．2 固结试验结果与分析

3．4．3 弃土容重(土密度)测定结果与分析

3．4．4 抗剪弃土参数试验结果与分析

3．4．5 渗透试验结果与分析

3．4．6 基质吸力试验结果与分析

第四章 强降雨对弃土边坡稳定性的影响有限元分析

4．1 引言

4．2 分析软件

4．2．1 SEEP／W模块介绍

4．2．2 SLOPE模块介绍

4．2．3 SEEP／W和SLOPE／W结合分析流程图

4．3 高大弃土边坡数值计算分析模型

4．3．1 几何模型及有限单元模型

4．3．2 边界条件

4．3．3 各个土层物理、力学、渗透参数的选取过程

4．3．4 降雨条件

4．4 在不同降雨条件下高大弃土边坡体内渗流的情况

4．5 降雨强度对弃土边坡稳定的影响

4．6 在降雨条件下弃土边坡排水层宽度变化对边坡稳定之影响

4．6．1 建立模型

4．6．2 软件计算结果及分析

4．7 在降雨条件下弃土边坡坡脚变化对边坡稳定之影响

4．7．1 建立模型

4．7．2 软件计算结果及分析

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参与的科研项目和发表论文情况