降雨入滲對(duì)黃土開挖邊坡穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、滑坡是我國(guó)主要的地質(zhì)災(zāi)害之一。在黃土分布廣泛的西北和華北地區(qū)，大量的建設(shè)工程在實(shí)施過(guò)程中會(huì)形成大量的黃土開挖邊坡，如何避免滑坡的發(fā)生成了當(dāng)前的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來(lái)，持續(xù)的強(qiáng)降雨等惡劣的極端氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生，進(jìn)一步加大了滑坡發(fā)生的概率。
　　本文以延安市治溝造地工程為例，通過(guò)野外調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)、邊坡穩(wěn)定數(shù)值模擬計(jì)算研究了開挖邊坡的滑坡形成機(jī)理。工程區(qū)夏季持續(xù)的強(qiáng)降雨天氣導(dǎo)致邊坡在坡頂、平臺(tái)、坡腳處匯集積水。針對(duì)這一現(xiàn)象，重點(diǎn)研究了持續(xù)

2、強(qiáng)降雨引起的積水入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。通過(guò)在室內(nèi)模擬土體垂直方向一維降雨積水入滲過(guò)程，觀測(cè)分析了土體含水率的變化以及濕潤(rùn)鋒運(yùn)移的特征。通過(guò)室內(nèi)剪切試驗(yàn)，研究了含水率變化對(duì)邊坡土體抗剪強(qiáng)度的影響。根據(jù)降雨積水入滲試驗(yàn)得到的不同時(shí)刻土體飽和區(qū)分布情況，結(jié)合飽和區(qū)土體重度、粘聚力、內(nèi)摩擦角的具體數(shù)值，采用FLAC3D巖土工程數(shù)值計(jì)算軟件計(jì)算分析了持續(xù)降雨條件下邊坡的安全穩(wěn)定性以及潛在滑動(dòng)面的變化情況。最后針對(duì)開挖邊坡在自然狀態(tài)下的穩(wěn)定性，通

3、過(guò)計(jì)算不同坡型與坡比下坡體的安全系數(shù)研究了邊坡開挖方式的優(yōu)化。本文得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)土體垂直方向一維積水入滲試驗(yàn)結(jié)果表明:在降雨積水入滲條件下，淺層土體中濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度較快，隨著深度的增加濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度逐漸減緩;當(dāng)濕潤(rùn)鋒到達(dá)時(shí)，不同深度土體含水率均呈現(xiàn)先陡升再趨于平緩上升的變化;入滲持續(xù)一定時(shí)間后，某一深度土體的含水率基本保持不變，飽和度可達(dá)80％。
　　(2)對(duì)比分析強(qiáng)度折減法的三種失穩(wěn)判據(jù)可得:數(shù)值計(jì)算不收

4、斂判據(jù)的求解過(guò)程高效，簡(jiǎn)便快捷;特征部位位移突變判據(jù)的求解過(guò)程繁瑣，但該判據(jù)得到的安全系數(shù)精確度較高;塑性區(qū)貫通判據(jù)求解過(guò)程能直觀反映剪切帶發(fā)展過(guò)程，但該判據(jù)得到的安全系數(shù)精確度不高。三種判據(jù)各有優(yōu)勢(shì)，但結(jié)合三種判據(jù)共同進(jìn)行安全系數(shù)的計(jì)算能全面掌握邊坡穩(wěn)定性。
　　(3)降雨入滲使土體的抗剪強(qiáng)度顯著降低，隨著降雨歷時(shí)的增加，邊坡土體中的飽和區(qū)域增大，土體局部的剪切變形增大。局部發(fā)生的塑性變形逐步擴(kuò)展到一定程度時(shí)，坡體會(huì)產(chǎn)生位移突變