学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

缓倾滑坡中承压水作用机理研究

作　者: 赵权利
导　师: 尚岳全
学　校: 浙江大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 缓倾滑坡平推式滑坡承压水作用启动判据滞后效应机理分析数值分析物理模型试验
分类号: P642.22
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 18次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

缓倾滑坡是指主滑动面倾角小于20°的一类滑坡,承压水对缓倾滑坡的滑动破坏有重要影响。平推式滑坡是缓倾滑坡的一种特例。本文采用工程地质分析方法、理论分析方法、数值分析方法、物理模型试验方法等手段,综合分析缓倾滑坡中承压水的作用机理,探讨承压水产生的水文地质条件,研究平推式滑坡中承压水作用区间、渗透参数对滑坡稳定性的影响、平推式滑坡启动判据的修正、缓倾滑坡中承压水孔压的时空分布规律和承压水对缓倾滑坡作用的滞后效应。通过以上研究,获得以下主要成果和认识：(1)基于对新昌县下山滑坡的工程地质分析,探讨承压水的形成机理及其对该滑坡的作用,通过监测资料分析发现该滑坡体内承压水的作用范围小于底部滑面长度范围。结合下山滑坡的地质环境条件,构建典型平推式滑坡地下水渗流分析模型,提出通过计算承压水作用范围,使边坡稳定计算结果更合理。根据承压水一维稳定渗流理论,推导出承压水作用范围的计算公式；同时计算分析承压水作用范围各影响因素的敏感性。计算结果表明,在一定范围内各影响因素有如下规律：①承压水作用范围随着渗透系数增大而线性减小；②承压水作用范围随渗流量增大而线性增大；③承压水作用范围和透水层厚度呈抛物线关系,且随着透水层厚度的增加呈加速趋势减小。最后分析了承压水作用范围大小对滑坡稳定系数的影响规律,结果表明滑坡稳定性系数随着承压水作用范围增大而线性减小。(2)对平推式滑坡启动判据的传统研究往往忽略滑块后缘的静水压力沿滑面法向的分力及承压水作用的具体范围,因而导致计算结果不准确。通过对平推式滑坡进行全面的受力分析,同时引入了承压水作用范围的概念,最终推导出修正后的平推式滑坡启动判据。将所得的修正判据应用于模型试验的结果分析,验证了修正判据的准确性,同时对平推式滑坡启动临界水头的模型试验结果和修正计算值之间的差异进行了机理分析。(3)目前滑坡稳定性分析中对承压水作用的模拟过于简化,从而会导致分析方式不当。考虑到部分已有研究对地下水作用的理解比较混乱,提出用滑面附近孔隙水压力指示承压水的作用,分析了承压水孔压的时空变化规律及其对缓倾滑坡稳定性的影响。根据不同渗透条件下边坡稳定性计算结果分析,提出了渗透系数比的概念,分析了随渗透系数比的变化,枯水期孔压在空间维度上的具体分布及其所对应的边坡稳定性变化规律。分析了在丰水期前缘有无堵塞的两种情况下,随降雨时间持续期的变化,滑面附近孔压的时空变化规律,以及其对边坡稳定系数的影响。通过工程实例分析,验证了丰水期降雨及其产生的承压水作用对边坡稳定性的作用规律。(4)通过工程实例分析,发现缓倾滑坡变形相对滞后于承压水状态的改变。构建缓倾滑坡物理模型试验,对滑坡施加承压水作用,测量坡体不同层位的体积含水量、坡体变形、坡面变形、坡前推力等特征参量,通过对测量结果进行归一化处理,分析这各参量相对于承压水作用时间的滞后关系。结合模型试验,从应力应变变化规律、坡体蠕变规律、滑带土长期强度、含水量对滑带土强度的影响等几方面,对承压水致滑坡失稳的滞后效应进行机理分析。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
目次  10-12
1 绪论  12-36
  1.1 研究背景和意义  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-32
    1.2.1 滑坡稳定分析理论  15-25
    1.2.2 滑坡稳定分析的数值计算研究  25-29
    1.2.3 滑坡稳定分析的模型试验研究  29-32
  1.3 滑坡灾害研究中存在的主要问题  32-33
  1.4 研究方法和内容  33-35
    1.4.1 研究方法  33-34
    1.4.2 主要研究内容  34-35
  1.5 论文的主要创新点  35-36
2 承压水对平推式滑坡的作用分析  36-56
  2.1 新昌县下山滑坡承压水作用分析  37-44
    2.1.1 新昌县下山滑坡概况  37-39
    2.1.2 新昌县下山滑坡水文地质特征  39-42
    2.1.3 新昌县下山滑坡成因机理  42-43
    2.1.4 新昌县下山滑坡地下水水位监测  43-44
  2.2 承压水作用的数学模型分析  44-50
    2.2.1 BC段地下水渗流  46-47
    2.2.2 CD段地下水渗流  47-48
    2.2.3 承压地下水水头线的确定  48
    2.2.4 L_1的确定  48
    2.2.5 L_1的影响因素分析  48-50
  2.3 L_1对边坡稳定性的影响  50-53
    2.3.1 坡体前缘渗透层无堵塞  51-52
    2.3.2 坡体前缘渗透层堵塞  52-53
  2.4 本章小结  53-56
3 平推式滑坡启动判据  56-70
  3.1 平推式滑坡形成机理  57-58
  3.2 平推式滑坡启动判据修正  58-63
    3.2.1 滑块受力分析  58-59
    3.2.2 承压水作用范围的分析  59-61
    3.2.3 修正启动判据的推导  61-63
  3.3 物理模型试验结果验证  63-68
    3.3.0 物理模型试验概述  63-64
    3.3.1 物理模型试验结果分析  64-66
    3.3.2 修正方法计算值和实测值差异分析  66-68
  3.4 本章小结  68-70
4 缓倾滑坡中承压水孔压的时空变化对坡体稳定性影响  70-84
  4.1 承压水对边坡力学作用  70-72
  4.2 承压水孔压的数值模拟  72-74
  4.3 枯水期u的空间分布及其对F_S的影响  74-77
  4.4 丰水期u随时间的分布规律及其对F_S的影响  77-81
    4.4.1 渗透层前缘无堵塞  77-79
    4.4.2 渗透层前缘堵塞  79-81
  4.5 工程实例  81-83
  4.6 本章小结  83-84
5 承压水作用致缓倾滑坡失稳的滞后效应  84-110
  5.1 承压水对缓倾斜坡稳定性影响的地质调查分析  84-88
    5.1.1 天台乡滑坡  84-85
    5.1.2 竹坞山岗滑坡  85-86
    5.1.3 青子峰滑坡  86-88
  5.2 承压水对边坡稳定性影响的试验研究  88-100
    5.2.1 试验模型  88-89
    5.2.2 试验过程  89-90
    5.2.3 试验结果  90-95
    5.2.4 试验结果综合分析  95-100
  5.3 承压水作用滞后效应机理分析  100-108
    5.3.1 应力应变调整的影响  100-103
    5.3.2 坡体蠕变的影响  103-105
    5.3.3 滑带土长期强度的影响  105-106
    5.3.4 含水量对滑带土强度的影响  106-108
  5.4 本章小结  108-110
6 结论与展望  110-114
  6.1 主要研究结论  110-111
  6.2 进一步研究的建议  111-114
参考文献  114-130
作者简介  130
攻读博士学位期间主要研究成果  130-131
攻读博士学位期间参与的主要科研项目  131

缓倾滑坡中承压水作用机理研究

内容摘要

全文目录

相似论文