不同降雨强度下非饱和填土边坡的稳定性分析

来源 :杜忠原 | 被引量 : 0次 | 上传用户:srepair555
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在实际工程中,边坡的稳定性问题一直是岩土学者的热点研究方向,大部分边坡失稳往往发生在季节性强降雨之后,降雨入渗成为边坡失稳的主要因素之一,因此降雨条件下边坡的稳定性问题受到广大研究学者的关注。在前辈的研究基础之上,本文结合山西某填土边坡为例,采用有限元计算软件PLAXIS对不同强度降雨条件下边坡加固前后的稳定性进行了计算分析,主要的研究内容为:结合本工程高回填边坡的特点及山西吕梁地区的气象条件,根据工程实际,建立边坡计算模型与计算方案。为使模拟结果与实际情况更加吻合,对边坡初始基质吸力进行了优化,之后分别计算了不同降雨强度下填土边坡在加固前后边坡渗流场与应力场的变化。研究结果证实:(1)在降雨阶段,边坡表面的基质吸力会迅速降低到最小值,其表面土体饱和度会迅速增大到最大值;随着降雨时间的增长其土体饱和带范围不断增大,在此阶段边坡的安全系数会逐渐降低;降雨结束后,随着雨水入渗,浅层土体的基质吸力会逐渐恢复,其表面土体的饱和度也逐渐降低,边坡的安全系数也开始缓慢增长。(2)在不同的降雨强度下,降雨强度与入渗深度之间存在一定的关系,降雨强度越大,雨水入渗深度越深,距边坡表面3m-5m范围内浅层土体的基质吸力降低速度越快,边坡相同深度处土体达到最大饱和度花费的时间越短;在降雨结束后,降雨强度越大,边坡表面土体的基质吸力恢复越慢,其土体饱和带的影响范围越大。(3)边坡未采取加固前在降雨条件下,边坡潜在滑动面往往距边坡表面的深度较浅,表现为浅层滑动;采取预应力锚索加固后,在降雨条件下,边坡的潜在滑移面均为滑动面的剪切口剪入坡顶,滑动半径稍大于锚杆长度,在最下级边坡的坡脚处剪出,表现为深层滑动。(4)未采取加固前边坡在三种降雨强度下,边坡的塑性变形主要为向边坡的临空面一侧发生滑动,且对于各级边坡坡脚处位移较坡顶处位移更大一些;在不同降雨强度条件下,各监测点的位移随时间的变化规律保持一致。边坡采取预应力锚杆加固后,相同降雨条件下边坡的位移较为加固前降低了约30%左右,有效提高了边坡的稳定性。(5)采取预应力锚索加固边坡后发现:降雨强度与预应力锚索的内力增量之间有密切关系。降雨强度越大,边坡锚索的内力增量越大。随着降雨强度的增加,各级边坡锚索内力增长幅度不同,下级边坡锚索内力增量往往最大,且增加锚索可效提高边坡在降雨前后的安全系数。因此,在考虑降雨对边坡的稳定性影响时,采用预应力锚索加固边坡是安全可靠的。
其他文献
建筑3D打印作为一种近年来发展迅速的施工工艺,在建造时无需使用模板,施工简便,节省人力物力,同时施工现场噪声低、污染小,具有绿色、环保等优势,受到了各方的广泛关注。但建筑3D打印材料的选用要比传统施工更加严苛,3D打印材料的发展是3D打印技术成熟的关键因素,然而现阶段水泥基材料可打印性的表征方式没有明确权威的标准。本文为探讨建筑3D打印水泥基材料的打印性能及表征方式,主要进行了以下研究:(1)以掺
学位
太原位于黄土高原的中东部,抗震设防烈度为8度。由于城区用地紧张,太原东山产生大量黄土边坡建筑,建筑基础荷载对边坡的变形和稳定性产生不利影响,特别是在地震工况下导致边坡过大变形甚至失稳。因此,加快对太原东山黄土边坡在坡顶建筑基础作用下的稳定性研究有着重要的理论和实际意义。本文采用Midas GTS NX有限元分析软件建立二维边坡与建筑基础分析模型,通过研究静力条件和地震作用下筏板基础和桩基础在不同荷
学位
油气管道铺设于地下后会与周围土壤环境构成电化学体系,土壤具有的不均匀性与多孔性会导致埋地管线钢腐蚀。因此,在管道建设中加强管道服役地段特殊性土壤的可行性论证与安全审核至关重要。本文针对埋地管线钢受到土壤孔隙溶液中盐分离子与温度协同作用下产生的腐蚀行为进行了深入研究,以可行的方式评估山西省粉土土壤腐蚀性,明确埋地管道的外部腐蚀环境,研究结果有助于对其他类似土壤环境的腐蚀性问题研究提供有针对性的基础数
学位
我国经济已经从高速发展进入高质量发展阶段,能源需求放缓、清洁能源替代、产能结构优化等趋势将驱动煤炭行业迎来拐点,单一粗放式发展的煤炭产业已无法满足企业的长期发展需要,为保持企业的可持续发展能力,煤炭企业不得不扩大经营范围,探索实施多元化经营战略。S煤炭集团是一家以煤炭贸易为主业,拥有煤炭生产、内外贸易、房地产开发、新能源、金融投资、科技研发、现代农业七大核心业态的大型国有企业,其多元化经营模式中始
学位
目前,如何处理建筑固体废弃物已经成为我国社会关注的棘手问题,并且建筑行业对天然砂石依赖性较大,因此亟待对建筑垃圾进行资源化利用。建筑垃圾中混凝土、砖石和瓦片等材料经过破碎、筛分和洗涤等加工流程后,可作为再生骨材加以重复使用,但由于再生骨材表层附着了大量的老旧水泥,导致其表层空隙多、吸水性能高、热力学性能差,从而造成再生骨料工作性能降低、耐压性能降低、耐久性能差。传统的再生骨材增强方式往往面临着成本
学位
铝合金模板是新兴的绿色节能环保建筑材料,在钢筋混凝土工程的应用中推动了建筑模板的可持续发展进程。铝合金模板是在国家号召绿色施工技术和研发新型模板材料背景下的产物,其因具有生产制作能耗低,周转次数高,混凝土成型质量好,缩短施工工期,施工现场整洁等特点,在一定程度上降低了施工成本,并且有效地保证了施工质量,是当前建筑模板中应用价值较高的模板体系。目前大多数研究学者和行业专家对铝合金模板的研究集中在施工
学位
煤炭作为我国的主要一次能源,事关着国家的经济命脉,但是煤炭的生产环境却极其的恶劣,巷道的变形不仅会破环生产环境,造成井下交通瘫痪,更会直接影响井下生产设备的和工作人员的安危,对煤矿的安全生产产生巨大的威胁。然而现有的巷道变形监测大都是接触式测量方法,不仅耗费了大量人力物力,还很难达到全局性的测量范围,这与煤矿智能化这一大趋势相违背。本文针对煤矿巷道变形的监测和预警这一问题,以掘进工作面为例,研制了
学位
城市作为人类生活的聚集地,集中体现着古代的科学技术成就,城墙是城市空间中十分重要的构成要素,对城市规划格局、防御体系起着重要的作用。山西省位于中国的华北平原,深入中国的腹地,北侧就是游牧民族,是古代时期重要的防御和战争区域,因此山西省内的城市建设十分重视防御性能,许多城市外侧都有会修建城墙。另外山西省西邻黄河,东倚太行,山河表里,形成一个比较封闭的单元,省内有大量的城墙留存下来。但随着近年来城镇化
学位
煤层气是一种是赋存于煤层中由煤演化而生成的甲烷资源。用于CH4部分氧化反应催化剂中贵金属催化剂(如Pt基催化剂)呈现较高催化性能,稳定性强,抗积碳,但催化剂制备成本昂贵,提高贵金属原子利用率成为目前研究重点。本文通过浸渍煅烧法制备N、F改性的分子筛负载Pt基催化剂,强化金属-载体作用,提高金属分散度;利用原位封装技术,其次在合成催化剂Pt@ZSM-5基础上,引入Pd原子,合成具有合金结构的Pt P
学位
钢-混凝土组合梁作为一种传力合理、经济性和社会效益突出的构件形式在工程结构中得到了广泛应用。目前,我国结构设计的发展趋势由防止结构破坏逐步转向其功能的可维持、可恢复,这对我国组合结构在损伤后的可恢复技术水平提出了更高的要求。因此亟需发展一种便于装配、拆卸和更换部件的组合梁。剪力连接件是影响钢-混凝土组合梁装配、拆卸功能的重要部件,失效后剪力连接件的可更换性对组合结构功能的恢复起到重要作用。传统现浇
学位