研究生土力學論文作業(yè)

1、非飽和土的性狀及膨脹土邊坡穩(wěn)定問題姓名：姓名：鄒杰鄒杰學號：號：2012050126【摘要】主要敘述非飽和膨脹土及其邊坡穩(wěn)定研究方面的新進展。首先討論了非飽和土研究中與土坡穩(wěn)定性有關的若干重要特性指出非飽和土的氣P水形態(tài)問題是非飽和土研究的一個基本問題。并提出隨含水率由小變大非飽和土存在四種氣P水形態(tài)不同氣P水形態(tài)的土具有不盡相同的性狀?！?】然后對非飽和土的吸力和土水特征曲線以及不同氣P水形態(tài)下的強度作了討論并對非飽和土的本構關系作了

2、簡要的介紹?！?】接著以南水北調中線膨脹土渠道工程為背景以吸力問題為中心對非飽和膨脹土邊坡滑動的各種內在的和外界的因素進行了分析尤其對新近研究的降雨入滲和裂隙影響的研究進行了定量的分析改變了以往對這方面只進行定性研究的情況。在此基礎上對邊坡失穩(wěn)的機理和考慮裂隙及雨水入滲的穩(wěn)定分析方法進行了研。Abstract：describedthenewprogressofunsaturatedexpansivesoilslopestabilitys

3、tudy.FirstdiscussedseveralimptantacteristicsoftheunsaturatedsoilsoilslopestabilitypointedoutthatabasicproblemfunsaturatedsoilgasPwaterfmofnonsaturatedsoil.Largermadewithwaterratefromsmallnonsaturatedsoiltherearefourkinds

4、ofgasPwatermphologyhasdifferenttraitsdifferentgasPwaterfmsoil.onthestrengthofunsaturatedsoilsuctionsoilwateracteristiccurvegaswaterfmPdiscussedunsaturatedsoilconstitutiverelationsarebrieflyintroduced.ThentoNthWaterTransf

5、ertheexpansivesoilengineeringbackgroundsuctionproblemsunsaturatedexpansivesoilslopeslidingavarietyofinternalexternalfactsareanalyzedinparticulartherecentstudyofrainfallinfiltrationthefissuresimpactquantitativeanalysisofc

6、hangeinthisregardinthepastonlyfqualitativeresearch.Basedonthismechanismofslopeinstabilitystabilityanalysismethodconsideringcracksinfiltrationofrainwatertotheresearch.【關鍵詞】非飽和膨脹土氣P水形態(tài)吸力降雨入滲裂隙網絡邊坡穩(wěn)定膨脹土的坡體滑動時各點的位移不均勻導致滑坡體扭轉

7、、局部隆起或形成疊瓦狀的塊體造成的。此外也可能是邊坡開挖卸荷應力釋放造成的。由此認為次生裂隙的產生往往與土體某種形式的不穩(wěn)定相聯(lián)系。這是一個值得注意的信號。超固結特性通常是由于上覆土層的侵蝕而形成的同時還有因次固結作用形成的和膠結物質的陳化形成的擬似超固結(壓密)作用?！?】~【9】這種超壓密作用所儲存的內部能量可能因卸荷而釋放也可能因水的長期飽和淋濾或溶解而減弱這樣就會導致較大的水平位移或者強度的減弱不利于土體的穩(wěn)定。上述的膨脹土“三

8、性”對工程影響很大但不同類型的工程有不同的影響。例如對房屋地基脹縮性的影響最大。就本文所關心的土坡穩(wěn)定而言裂隙性是關鍵因素脹縮性是產生裂隙的內因而超固結性則是促進因素①。脹縮性和超固結性的影響在一定程度上是通過裂隙性作為載體表現(xiàn)出來的。因此研究膨脹土邊坡的穩(wěn)定性必須著重研究它的裂隙及其影響。有關裂隙方面問題以往曾有不少人指出過它的重要性但大多限于定性描述定量的研究尚不多見。三、膨脹土邊坡的穩(wěn)定問題1、膨脹土邊坡滑動的特征膨脹土地區(qū)邊坡的

9、滑動依不同的角度可以有不同的分類鐵路部門根據(jù)滑坡的結構面分為層間結構面、風化界面和裂隙結構面三種滑坡類型也有的只分為層間結構面和裂隙結構面的。根據(jù)現(xiàn)場調查膨脹土滑坡具有淺層性、漸進性和長期性。淺層性即膨脹土滑坡的深度一般僅2m左右最深也不過4m。這是與裂隙的開展深度和受氣候影響的風化深度有關的?；逻^程的觀測表明滑動時水平向的變形在底部及坡腰處位移大坡頂部位較小因此滑坡往往從底部首先開始因為那里是應力集中區(qū)。滑坡的發(fā)展是從底部向上發(fā)展逐

10、漸形成漸進性滑坡?；碌拈L期性是與膨脹土裂隙的發(fā)育過程、膨脹土的軟化過程和蠕變的發(fā)展等因素相關的。這種過程可持續(xù)幾個月、幾年、甚至幾十年。因此一個工程在使用三四十年后出現(xiàn)破壞是一點不奇怪的。2、考慮裂隙的非飽和膨脹土邊坡穩(wěn)定分析非飽和土的性狀及膨脹土邊坡穩(wěn)定問題這里所考慮的穩(wěn)定分析方法也是就非飽和膨脹土處于氣相的第二形態(tài)和第三形態(tài)而言的。膨脹土邊坡穩(wěn)定分析方法一般有①靜力平衡分析法、②統(tǒng)計比較判別法或工程地質對比法和③有限元分析法。在上

11、述方法中定量地考慮裂隙影響的方法僅有少量報導。王文生在他的學位論文中提出了一種裂隙材料等效法來考慮裂隙的影響。袁俊平的研究成果是以有限元法為基礎發(fā)展的其思路有二:一是首先用有限元方法計算土坡中的應力分布將應力水平較高的點連起來作為計算的潛在滑動面該面上各單元沿滑動方向的剪應力總和與抗剪強度總和的比值作為安全量度指標二是對抗剪強度指標進行一定折減或將荷載放大計算此時的土體變形量若變形量已與折減倍數(shù)基本無關時即認為土體已經失穩(wěn)此時的折減系數(shù)

12、(或放大系數(shù))即為安全系數(shù)該法尚需進一步驗證。對于裂隙的模擬也采用兩種方法:一是對裂隙發(fā)育程度較高的膨脹土將裂隙影響均化在土體中即將強度指標按完整土體的強度進行一定程度的折減強度值的計算可參照近似公式采用。另一是若裂隙的分布呈現(xiàn)明顯的方向性即應考慮土的各向異性則可采用裂隙元(可設為有厚度的薄單元)模擬裂隙的強度特性強度值可取裂隙面的試驗值。有了上述的基礎可以導出考慮裂隙影響的邊坡穩(wěn)定分析方法并編制程序UCFEM結合現(xiàn)場試驗和降雨入滲的研