降雨入滲條件下土坡水土作用機理及其穩(wěn)定性分析與預測預報研究.pdf

1、大氣降雨引起邊坡變形失穩(wěn)是自然界常見的地質災害。它產(chǎn)生的機理主要在兩個方面：一是降雨動能外部作用，二是降雨入滲后坡體內(nèi)部產(chǎn)生的有關作用。以往的研究只注重前者，對于后者研究較少，而這種作用往往是非常重要的?；诖四康?，本文將對降雨入滲條件下土坡水土作用機理及其土坡穩(wěn)定性分析與預測預報進行試驗與理論研究。全文主要技術路線是根據(jù)降雨入滲對土坡作用事態(tài)的發(fā)展過程而進行漸進式論述。 文中歸納總結了土坡降雨產(chǎn)流九種基本模式，通過水均衡原理把

2、這些模式統(tǒng)一轉化為三種形式，并將土坡降雨入滲模式統(tǒng)一概化為強烈交換帶、相對穩(wěn)定入滲帶、水位影響帶與地下水四個區(qū)域。通過降雨模擬試驗研究土質、土體結構、土初始含水量、水(土)溫、坡度、植被等對降雨入滲能力的影響，得到了一些新的試驗成果。首次詳細推導了降雨入滲引起土坡中三維飽和一非飽和滲流場控制方程，闡述了邊界條件類型與選擇，建立了以含水率或壓力水頭為因變量的兩種基本數(shù)學模型，并探討了模型計算中有關參數(shù)獲取方法。 文中將降雨入滲引起

3、的土坡中水土作用分為水土化學作用、水土物理作用、滲流作用以及水土物理化學一滲流耦合作用。根據(jù)化學動力學原理和相關試驗，綜合分析了水土化學作用基本類型與原理及其主控因素，水土化學作用產(chǎn)生水土間組分的轉移對土的強度與變形特性起到強化或弱化效果。采用了直剪、三軸、固結試驗分析了含水量(飽和度)與巖土體物理力學性質兩者之間的變化規(guī)律，并進行了曲線擬合，從而驗證了水土物理作用結果。 文中論述了坡內(nèi)滲透破壞作用形式與條件，并重點研究了不同滲

4、流條件下土體抗剪強度的變化機理。推導了土坡在出滲口不產(chǎn)生滲透破壞作用的抗?jié)B臨界坡降計算格式。 文中首次提出邊坡水土物理化學一滲流耦合作用的概念，明確其 定義與內(nèi)涵，并根據(jù)靜力平衡原理初步分析了它們相互作用的機理。文中首次根據(jù)沈珠江的非飽和土彈塑性應力一應變模型，推導出土體的蠕滑位移與其體積含水量θ成指數(shù)變化規(guī)律，并進行實例驗證。 文中通過分別考慮降雨滲流與基質吸力作用，推導了平衡極限法與有限單元法穩(wěn)定性系數(shù)統(tǒng)一計