考虑孔隙气体逸出的土质边坡非饱和-饱和渗流分析

摘要

基于考虑孔隙气体逸出的非饱和－饱和渗流场，在饱和土Drucker-Prager模型中引入吸力分量，应用抗剪强度统一公式，进行非饱土边坡问题的渗流－应力耦合数值分析。
　　通过考虑了边坡降雨入渗的边界条件的转换，并且利用Fredlund-Xing模型将负孔隙水压力与非饱和渗透系数联系起来，使非饱和土层渗透系数能够在每一时间步内更新，从而在FLAC3D有限差分软件中实现了非饱和—饱和渗流分析。根据孔隙气体逸出的条件，推导出了孔隙气体逸出时逸出范围的公式，建立考虑孔隙气体逸出的非饱和－饱和渗流场。
　　基于非关联流动法则，在Drucker-Prager模型中引入等效粘聚力，应用抗剪强度统一公式，推导出非饱和土的抗剪强度计算模型。同时考虑了非饱和土体在渗流过程中土体容重的变化，利用有限元差分软件现有的饱和土边坡稳定性分析功能，研究孔隙气体逸出对于边坡非饱和-饱和渗流与稳定性的影响。总结了边坡孔隙水压力、渗透系数、滑移面和安全系数等的变化规律。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 课国内外研究现状

1.3 本文的研究内容、方法及技术路线

第2章 非饱和土边坡渗流与稳定性分析的基本理论

2.1 渗流方程

2.2 降雨入渗的边界条件

2.3 非饱和—饱和渗流对土体自重的影响

2.4 封闭气泡逸出的条件

2.5 土—水特征曲线（SWCC）的数学模型

2.6 土体抗剪强度公式

2.7 本章小结

第3章 降雨条件下土质边坡非饱和－饱和渗流分析

3.1 构建非饱和土质边坡三维数值分析模型

3.2 降雨边界条件

3.3 静止孔隙水压力分布

3.4 降雨条件下土质边坡的非饱和—饱和渗流分析

3.5 本章小结

第4章 无孔隙气体逸出的非饱和－饱和渗流与应力耦合分析

4.1 等效粘聚力的确定

4.2 等效粘聚力在Drucker-Prager准则中的应用

4.3 安全系数的计算

4.4 无孔隙气体逸出时非饱和—饱和渗流影响分析

4.5 本章小结

第5章 孔隙气体逸出条件下非饱和－饱和渗流与应力耦合分析

5.1非饱和－饱和渗流孔隙气体逸出条件

5.2孔隙气体逸出条件下非饱和－饱和渗流分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢