干濕循環(huán)下變坡比膨脹土邊坡滲流及穩(wěn)定性分析.pdf

1、膨脹土是一種吸水膨脹、失水收縮的高塑性粘土，具有超固結(jié)性、多裂隙性等不良工程特性。膨脹土邊坡易受氣候變化的影響，其降雨蒸發(fā)干濕循環(huán)效應(yīng)顯著，大量的膨脹土邊坡失穩(wěn)是發(fā)生在降雨期間或者降雨之后，其治理難度大。在降雨蒸發(fā)過(guò)程中，對(duì)于遇水極為敏感且滲透性極低的膨脹土邊坡而言，膨脹土的密度和結(jié)構(gòu)在局部范圍內(nèi)發(fā)生變化。而體積含水率的分布變化在降雨蒸發(fā)過(guò)程中能被最直接的反映出來(lái)，也是反映土體強(qiáng)度的最直接的物理量。
　　本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析

2、與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，建立了土柱模型、不同坡比的膨脹土邊坡模型，旨在探討降雨蒸發(fā)干濕循環(huán)對(duì)土柱和邊坡土體內(nèi)部體積含水率分布的影響。本文主要研究工作及成果概括如下：
　?。?）在蒸發(fā)階段，土柱表層土體水分消散的較快，隨著土體埋深增大，水分消散的越慢，并且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。在降雨階段，不同的降雨強(qiáng)度對(duì)土柱內(nèi)部體積含水率分布的影響也不同，在一定范圍內(nèi)，降雨強(qiáng)度越大，其影響越明顯；而超過(guò)一定范圍，隨著降雨強(qiáng)度增大，其影響是有限的。

3、>　?。?）蒸發(fā)效應(yīng)的敏感性分析，主要考慮氣候條件對(duì)蒸發(fā)的影響。結(jié)果表明，凈輻射量、風(fēng)速和最大相對(duì)溫度對(duì)土體蒸發(fā)的影響較大，尤其以凈輻射量和最大相對(duì)溫度對(duì)蒸發(fā)的影響最為顯著。
　?。?）在降雨蒸發(fā)干濕循環(huán)條件下，膨脹土邊坡的不同部位的干濕效果不同，坡頂?shù)母蓾裱h(huán)效果最為明顯，其次是坡中和坡腳。用θw=θw0+θwmaxе<'-nz>曲線方程可以很好地描述膨脹土邊坡的水分空間分布特性及變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出了考慮降雨蒸發(fā)條件下以土

4、體埋深為變量的膨脹土邊坡土體強(qiáng)度關(guān)系式，即強(qiáng)度～體積含水量～埋深的關(guān)系式。
　?。?）通過(guò)不同坡比的膨脹土邊坡滲流分析，發(fā)現(xiàn)坡比不同，降雨對(duì)邊坡整個(gè)滲流場(chǎng)的影響也不同。坡比的差異性在降雨初期和后期表現(xiàn)的較為明顯，坡比越小，水分分布梯度越大，且具有顯著的降雨滯后效應(yīng)。
　?。?）根據(jù)強(qiáng)度～體積含水率～埋深關(guān)系式，對(duì)膨脹土邊坡進(jìn)行了強(qiáng)度分層，強(qiáng)度分層的邊坡穩(wěn)定性要高于不分層的邊坡穩(wěn)定性。邊坡穩(wěn)定性受坡比的影響強(qiáng)烈，對(duì)于某特定的氣