1. 研究目的与意义
边坡问题现如今在土木工程领域随处可见,边坡失稳灾害至今并不少见,每年由于降雨入渗引起的边坡失稳造成的损失也非常巨大,降雨使得边坡土体强度锐减,下滑力加剧,大量的边坡失稳事故都发生在降雨的天气条件下。雨水入渗作为影响边坡稳定性的重要因素,降雨入渗条件下边坡稳定性问题已经是中外众多学者的重点关注问题,可见研究降雨条件下的边坡稳定性问题具有重要意义。降雨使得边坡土体强度锐减,下滑力加剧,大量的边坡失稳事故都发生在降雨的天气条件下,造成破坏施工现场,掩埋道路,从而延长工期、改变设计、增加投资等后果,甚至于危害群众生命财产安全,严重的情况下不仅会导致泥石流与滚石,还会有山体体滑坡的危险,对当地的人与设施都将造成毁灭性的危害,况且当今我国国内正处于高速发展阶段,土木建设蓬勃发展,边坡于各处皆可见到,每年发生的边坡事故屡见不鲜,数量更是少有减少,因而在工程施工中考虑边坡失稳的预防以及应急处理等相关问题是极为必要的。国内外都有许多学者致力于研究降雨条件下边坡的稳定性分析,该领域至今还有许多尚未被发现和解决的问题,仍是一个热门。对降雨条件下的边坡稳定性分析方法进行改良可以进一步对边坡的失稳原理进行刨析,更有效地对工程实践中的边坡问题进行指导。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:边坡降雨破坏机理:边坡降雨时土体抗剪强度减小,导致边坡稳定性降低,Fredlund用延伸的摩尔—库伦公式表示非饱和土的抗剪强度,此外降雨还会导致坡体表观密度增加;水压力发生变化;扬力上升;产生表面径流等。降雨条件影响:设置2~3组不同的降雨边界条件,研究不同降雨条件对土体本身稳定性的影响,通过有限元软件计算出孔压,安全系数等参数对边坡稳定性进行初步分析。土体渗流:探索降雨下雨水在土体中渗流的规律,学习渗流时土体的状态变化。
预期目标:深度理解降雨条件下边坡的失稳原理,学习降雨条件下地震对边坡稳定性的影响,研究土体渗流规律,能够熟练使用geostudio对工程实例进行分析通过利用Geostudio软件对降雨条件下的边坡稳定性分析方法进行进一步研究,更深入或全面地研究降雨条件下的边坡稳定性。
3. 研究的方法与步骤
用geostudio的slope/w和seep/w模块建立边坡模型进行数值计算,得到不同降雨条件下边坡的稳定性安全系数,再在此基础上考虑边坡在可能的各种外界影响下的稳定性,用软件建模数值计算方法得出结论。
1,边坡失稳破坏过程:降雨——雨水边坡渗透(包括裂隙渗透和地表径流)——边坡土体重力增大、强度降低——稳定系数减小——局部失稳滑动——滑动破坏
2,边坡失稳破坏机理:降雨导致边坡土体吸力降低,降雨补给地下水,降雨导致边坡土体软化,降雨导致坡面冲蚀。
4. 参考文献
[1]介玉新,柏永亮,张彬.边坡稳定分析中加速度临界滑动面研究[j]. 工程地质学报,2017,25(5): 1238-1244.
[2]刘淑燕.降雨强度对不同渗透性土质高边坡稳定性数值分析[j].湖南交通科技,2017,43(4):15-19.
[3]吴宏伟,陈守义,庞宇威.雨水入渗对非饱和土坡稳定性影响的参数研究[j].岩土力学,1999,20(1):1-14.
5. 计划与进度安排
(1):第1-3周(3月1日-3月21日):毕业实习
(2):第4周(3月22日-3月28日):文献检索,提交开题报告
(3):第5-6周(3月29日-4月11日): 论文研究,提交外文翻译初稿
