洪水浸泡对非饱和膨胀土地基承载力影响研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peteryang
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随着绿色宜居村镇技术创新的发展,村镇人民居住水平日渐提高,但是由洪水原因引起的渗流失稳及其引发的村镇建筑地质灾害仍然严重危害村镇人民财产安全和村镇建筑设施安全。村镇建筑基础与地基渗流的有效作用分析是村镇区域防洪减灾非工程措施的有效研究手段,可以有效提高我国村镇地区建筑的整体防洪减灾水平。洪水风险评估分析的研究,能够有效控制和减少洪灾的破坏作用,保障村镇建筑安全性,减少洪水灾害带来的经济财产损失,对于社会有着明显的经济收益。鉴于此,本文针对村镇地基中常见的非饱和膨胀土地基,基于ABAQUS采用渗流场分析、拟合关系方法、顺序耦合法和小应变有限元方法对现有村镇非饱和膨胀土地基—基础进行渗流分析和竖向极限承载力的计算,给出了非饱和膨胀土地基—基础渗流变化规律和条形基础的竖向极限承载力等定量数据,并深入探讨了影响渗流场作用和竖向极限承载力的各种参数因素,并构建了针对洪灾过程的村镇建筑洪水灾害损失率以及基于层次分析法的洪灾致灾因子评价框架。具体包括以下研究工作:(1)系统的验证了拟合关系方法的可靠度,分析了一维土柱浸水过程的规律,模拟了二维非饱和膨胀土地基—条形基础在瞬态和稳态渗流作用下的变化规律,并将数值分析得到的计算值与文献调查得到的理论值进行对比分析,证明了计算过程的正确性以及计算结论的可靠性。(2)将前面数值分析过程的参数化作变量,定量地分析了孔压强度POR、饱和渗透系数Ks和初始饱和度Sr0等重要参数的变化对非饱和膨胀土地基—条形基础在渗流分析过程中的影响,并提出了基础竖向位移、转角和渗流量等指标随参数变化的关系曲线与拟合公式。(3)系统的验证了小应变方法的可靠度,阐述了地应力平衡方法并展示了平衡结果,应用小应变方法以及顺序耦合法分析了非饱和地基—条形基础在渗流作用前后竖向极限承载力的变化,并与文献调查计算得到的承载力极限值作了对比,考虑了初始饱和度Sr0的变化对于条形基础竖向极限承载力的影响,并提出了针对性的工程建议。(4)以村镇建筑物为研究对象,探讨了洪水灾害损失率的评价方法,并进行了以洪灾的致灾因子为研究对象,基于层次分析法原理的致灾因子分级评价。
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