花岗岩残积土渗流剪切试验及降雨与水位变化对水库边坡稳定性影响研究

论文摘要

花岗岩残积土主要分布于我国降雨量充沛的东南沿海地区,而花岗岩残积土受风化作用和工程地质环境的影响其渗透特性差异较大,东南沿海地区边坡工程、基坑工程数量较多且其工况种类各有不同,并且各种工况受到地下水、降雨、库水位变化等因素影响,所以花岗岩残积土的渗透特性研究意义重大。众多疑难重大工程中边坡稳定性的探究在其中占的比例较大,所以水库边坡稳定性的研究尤为有意义。本文以厦门沿海地区取得的花岗岩残积工作为样本,将其粉碎风干重新制成饱和试样,采用SLB-1应力应变三轴剪切渗透仪等仪器设备,研究了花岗岩残积土的不同渗流方式和不同条件渗流条件对其渗透特性影响规律,及渗流作用对花岗岩残积土抗剪强度的影响规律,同时使用数值模拟软件研究了降雨与水位变化对水库边坡稳定性的影响,主要研究内容如下:1.进行恒水头三轴渗流试验,对比分析试验结果,研究了初始孔隙比、渗透压、围压、主应力差不同条件对渗透系数的影响规律。2.进行恒流量三轴渗透试验,对比分析试验结果,研究了初始孔隙比、流量速度、围压、主应力差不同条件对渗透系数的影响规律。3.通过对恒水头三轴渗流试验与恒流量三轴渗透试验的结果对比分析,探究了不同渗流方式对渗透系数的影响规律。4.进行恒水头渗流剪切试验,根据试验结果进行对比分析,探究了渗透压对应力应变关系、峰值强度和抗剪强度参数的影响规律。5.进行KO固结剪切试验、恒流量渗流剪切试验和恒水头渗流剪切试验,对比分析试验结果,探究了不同剪切方式下围压对应力应变关系和峰值强度的影响规律。6.基于花岗岩残积土系列渗透试验所得数据,借助GeoStudio岩土工程软件,建立了不同降雨工况、不同水位变化模式下的花岗岩残积土水库边坡数值模型,选定模型计算参数并根据不同工况设定边界条件。7.模拟计算了降雨条件下,降雨强度与降雨时长对花岗岩残积土水库边坡的渗流场变化规律和边坡安全稳定性影响。8.模拟计算了水库水位变化条件下,水位升降和水位变化速度对花岗岩残积土边坡的渗流场变化规律和边坡安全稳定性影响。9.模拟计算了降雨与水位变化共同作用条件下,水库水位持续下降中降雨时段对花岗岩残积土边坡的渗流场变化规律和边坡安全稳定性影响。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 花岗岩残积土研究现状
•     1.2.2 土的渗透特性研究现状
•     1.2.3 土体抗剪强度研究现状
•     1.2.4 渗流引起的边坡稳定性问题研究现状
•   1.3 主要研究内容及研究技术线路图
• 第二章 花岗岩残积土在不同条件下渗透系数试验研究
•   2.1 渗流试验目的
•   2.2 渗流试验设备及原理
•   2.3 渗流试验步骤
•   2.4 不同条件下恒水头渗流试验研究及其渗透系数变化规律
•     2.4.1 试验方案
•     2.4.2 试验结果及分析
•   2.5 不同条件下恒流量渗流试验研究及其渗透系数变化规律
•     2.5.1 试验方案
•     2.5.2 试验结果及分析
•   2.6 恒水头三轴渗流试验与恒流量三轴渗流试验结果对比分析
•     2.6.1 初始孔隙比对不同渗流方式试验结果影响对比分析
•     2.6.2 围压对不同渗流方式试验结果影响对比分析
•     2.6.3 主应力差对不同渗流方式试验结果影响对比分析
•   2.7 小结
• 第三章 渗流对花岗岩残积土抗剪强度衰减影响规律的试验研究
•   3.1 渗流剪切试验目的及方案
•   3.2 渗流剪切试验步骤
•   3.3 渗流剪切试验结果及分析
•     3.3.1 渗流对应力应变关系的影响分析
•     3.3.2 渗流对峰值强度的影响分析
•     3.3.3 渗流对土抗剪强度参数的影响
•   3.4 小结
• 第四章 降雨与水位变化对水库边坡稳定性影响研究
•   4.1 引言
•   4.2 数值模型的建立
•     4.2.1 GeoStudio简介
•     4.2.2 模型的建立
•     4.2.3 材料参数的选取及边界条件设置
•   4.3 降雨对边坡稳定性的影响
•     4.3.1 降雨工况的设计方案
•     4.3.2 降雨变化对边坡稳定性的影响分析
•   4.4 水位变化对边坡稳定性的影响
•     4.4.1 水位变化工况的设计方案
•     4.4.2 水位变化方式对边坡稳定性的影响分析
•   4.5 降雨与水位变化共同作用对边坡稳定性的影响
•     4.5.1 降雨与水位变化共同作用工况的设计方案
•     4.5.2 降雨与水位变化共同作用对边坡稳定性的影响分析
•   4.6 小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王冬冬

导师: 胡华

关键词: 花岗岩残积土,渗透系数,抗剪强度,降雨,水位升降,边坡稳定性

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 厦门大学

分类号: TU43

总页数: 89

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