干濕循環(huán)條件下黃土邊坡水氣變換規(guī)律試驗研究及穩(wěn)定性分析.pdf

1、降雨和日照對地表非飽和黃土的含水率影響非常大，隨著黃土地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程不斷的發(fā)展和建設(shè)，非飽和黃土邊坡在干濕循環(huán)條件下的水氣變換規(guī)律問題開始引起巖土工程界的重視。降雨入滲和水分蒸發(fā)都會引起非飽和黃土邊坡內(nèi)孔隙水壓力、孔隙氣壓力和基質(zhì)吸力的變化，邊坡土體抗剪強度隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致邊坡土體產(chǎn)生位移。另外，水分場和溫度場的影響深度還直接影響邊坡失穩(wěn)時滑動面的位置。
　　降雨作為非飽和黃土邊坡沖蝕、失穩(wěn)的主要誘因已經(jīng)成為人們的共識，然

2、而干濕循環(huán)作用的變化對非飽和黃土邊坡的影響研究還不盡完善。系統(tǒng)地研究非飽和黃土邊坡在干濕循環(huán)條件下含水率、孔隙水壓力、孔隙氣壓力以及土體位移的變化規(guī)律，在滑坡整治過程中，就能科學(xué)合理地制定治理措施，節(jié)省工程投資。
　　本文以蘭州馬蘭黃土為研究對象，定性與定量分析相結(jié)合，對非飽和黃土邊坡在干濕循環(huán)條件下的水氣變換規(guī)律和穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)分析、研究，并取得了一些有價值的研究成果。首先進(jìn)行物理特性實驗，測定填土所用馬蘭黃土的級配曲線、最優(yōu)

3、含水率、最大干密度、液塑限和滲透系數(shù)等參數(shù)，為之后的工作做好準(zhǔn)備。
　　其次，進(jìn)行室內(nèi)模型試驗。其中利用“吊瓶”的方式來增加邊坡土體的含水率，用浴霸燈直接照射的方式來模擬日照使土體內(nèi)水分蒸發(fā)。使用到水分傳感器、溫度傳感器、大量程百分表和自制的土體內(nèi)氣壓變化規(guī)律測試裝置，其埋設(shè)位置嚴(yán)格按照試驗方案執(zhí)行。室內(nèi)模型試驗一共進(jìn)行了三組干濕循環(huán)試驗，記錄和監(jiān)測非飽和黃土邊坡在干濕循環(huán)作用下，邊坡內(nèi)水分場、溫度場、土體位移和土體內(nèi)氣壓等相關(guān)物

4、理量的變化情況，探究在干濕循環(huán)條件下非飽和黃土邊坡水氣變換的規(guī)律及變形破壞的影響因素。
　　最后，應(yīng)用軟件Geo-Studio中的SEEP/W模塊，模擬非飽和黃土邊坡在不同降雨持時下的瞬態(tài)滲流場，得出了黃土邊坡在降雨入滲時不同時間段的孔隙水壓力和體積含水率分布情況。之后將非飽和滲流分析結(jié)果，耦合到VADOSE/W中，設(shè)置日照條件，得出在持續(xù)加熱情況下邊坡內(nèi)溫度場分布，以及溫度場對水分場的影響。最后再將滲流分析結(jié)果耦合到SIGMA/