真空排水作用下边坡渗流及稳定性分析

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuzufang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
降雨入渗及库水位升降导致的边坡内水分与基质吸力的变化、应力应变场的变化是影响非饱和土质边坡稳定性的重要因素,也是造成滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害的主要原因。为了研究降雨和地下水位下降条件下边坡对水分的响应特性,采取Geo-Studio有限元数值模拟软件为平台,建立了二维有限元边坡模型。开展了不同降雨工况、库水位升降下边坡的数值分析,以此对该边坡渗流场、应力应变场、稳定性的变化规律进行了研究。真空排水的主要作用是降低土体孔隙水压力,提高土体强度和压缩模量,目前已在地基预处理中有所运用。然而,真空排水在边坡治理工程中的应用还处在探索阶段。为了探究真空排水对边坡的降水、加固效果,同时探索边坡真空排水的排水效果和影响因素。利用Geo-studio有限元软件,建立考虑在降雨、库水位骤降后的真空排水有限元模型,经过研究分析,得出的主要成果如下:(1)降雨入渗边坡,引起边坡的地下水位线逐步提升,边坡孔隙水压力呈升高趋势。降雨强度较小时,含水率呈先减小后保持稳定的趋势;降雨强度较大时,土体含水率呈先增大后保持稳定。对于边坡内部土体,含水率受降雨的影响较小;对边坡表层土体,土体含水率呈现先增大后趋于饱和。同时降雨会导致边坡发生位移,坡脚处土体位移最大;坡脚位移大小随着降雨时间、降雨强度的增大而增加,位移发展趋势为由坡脚处逐渐向坡身方向迁移,逐渐形成贯通的滑动面。受降雨入渗影响,边坡内部的剪应力大小随雨强、持时的增大而增加,边坡的稳定性逐渐降低,且边坡稳定性安全系数与降雨时长、降雨强度呈负相关关系。(2)在真空排水作用下,降雨入渗边坡土体的含水率和孔隙水压力均降低;当真空排水管布置合理时,真空排水的降水量远大于降雨的入渗量,其稳定性的增加程度远大于由降雨引起的不利影响。随真空排水时间增长,排水管附近的土体孔隙水压力及含水率降低得最明显,孔隙水压力随着与排水管的径向距离增加而减弱。边坡降水量、位移量和稳定性安全系数与排水管真空度、根数、土体渗透系数、排水间距呈正相关。随着真空排水的持续进行,入水深度较深的真空排水管能较快的降低地下水位,当排水孔附近的地下水位降低到孔底位置时,真空排水的速率大大降低;当排水孔附近的地下水位降低到孔底位置以下时,其真空排水作用近乎停止,说明真空排水影响的范围是有限的。(3)库水位升降对边坡的影响为:当库水位上升时,边坡土体的位移、孔隙水压力及浸润线也随着上升;此时渗流方向由坡外指向坡内,边坡的安全系数增大,对工程有利;当库水位保持不变时,边坡土体的位移、孔隙水压力及浸润线基本保持不变,边坡的安全系数先急剧减小后趋于稳定;当库水位下降时,边坡土体的位移、孔隙水压力及浸润线也随着下降,接近坡面的浸润线下降速率较高,而远离坡面的浸润线下降速率较低,此时渗流方向由坡内指向坡外,边坡的安全系数减小,对工程不利。(4)在真空排水及库水位下降的共同作用下,边坡的孔隙水压力和地下水位显著降低,坡内的地下水位低于坡外的库水位,渗流方向为坡外指向坡内,且土体发生收缩产生指向坡内的水平位移,边坡的稳定性安全系数逐渐提升,说明真空排水能有效减缓库水位下降给边坡造成的不利影响;边坡安全系数提升幅度与排水管内真空度呈正相关,说明排水管内真空度是影响真空排水效果的重要因素之一。
其他文献
自2017年我国开始实施新课程改革以来,培养学生的物理学科核心素养成为物理教育工作的首要任务,但由于长期受传统教学模式中单一学科教学方式和过于强调知识目标化的影响,学生的核心素养没有得到有效培养,同时单一学科的教学方式使得各学科之间割裂开来,制约着新课程改革的步伐。而学科融合和主题式教学都是趋于整合的教学方式,与新课程改革中知识整合的教育理念相一致。2022年最新颁布的《义务教育物理课程标准(20
学位
随着国家经济发展水平的提高、城市规模的增大,许多地方的植被被破坏,导致输电线路上有许多鸟类筑巢,这对电网的安全运行造成了极大的隐患。从架空输电线路上检测鸟巢,因为鸟巢目标太小存在人工难以识别的问题。如果全靠人眼去识别,那么识别很容易出错而且人眼识别所需人数多进而导致人工费用提高,所以需要借助无人机运用基于深度卷积网络的模型对目标进行检测,这样就可以节省人工费用且提高鸟巢识别效率。本文对于输电线路巡
学位
随着传统能源的消耗殆尽,新能源的开发利用迫在眉睫,氢能因极高的燃烧热值和绿色清洁被认为是未来的新能源。电催化水分解是一种高效且稳定的产氢手段,阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)是电解水过程中两个重要的半反应。然而分解水需要利用催化剂克服过高的反应势垒,用尿素氧化反应(UOR)来代替OER是一种有效降低水分解槽电压的手段。UOR的热力学势仅为0.37 V,显著低于OER的1.23 V,理
学位
骨骼肌是畜禽体重的主要组成部分,其生长发育的快慢直接影响畜禽产肉量和养殖场经济效益,因此对骨骼肌发育机制的探索对畜禽生产具有重要意义。miR-144是课题组前期通过全转录组测序筛选出的肉牛高低剩余采食量(residual feed intake,RFI)中的差异表达miRNAs之一,且已有研究表明miR-144在肌肉组织中的表达较高,因此本试验以牛miR-144为研究对象,探究miR-144在不同
学位
金黄色葡萄球菌是葡萄球菌中最重要的菌种之一,对公众健康构成巨大威胁。CRISPR-Cas系统是一种免疫防御系统,可以抵御外来可移动遗传元件;外排蛋白MepA是多药和毒素外排(MATE)家族的一员,MepA的过度表达会导致喹诺酮类药物和消毒剂耐药性的产生,基于此本研究将对CRISPR系统和外排泵MepA进行耐药性方面的相关研究。1.应用PCR法对234株金黄色葡萄球菌中CRISPR位点、耐药基因和毒
学位
长期以来,我国宁夏地区经济相对落后,居民建造砌体房屋时多采用本地廉价易得的黄土作为主要材料,加水混合成泥浆进行砌筑,现阶段村镇中仍存有大量泥浆砌体建筑,其性能与规范要求差距较大。泥浆的材料性能对砌体结构的整体性能有较大的影响,加之居民砌筑墙体时高宽比经常选择过大,导致泥浆砌体墙的抗震性能较差,存在严重的安全隐患。针对宁夏地区泥浆砌体的力学性能和抗震性能进行研究,并采用合理方式进行加固以解决房屋安全
学位
思维导图是一种提高效率的全球革命性思维工具,可以有效地激发我们的大脑进行相关主题联想和整理思维。近些年,思维导图在教育教学应用中的研究呈现出逐渐上升的趋势。在核心素养背景下,物理单元复习课的意义不仅在于帮助学生整理物理知识,还在于引导学生建构物理单元知识网络,培养学生解决问题的能力。但是在实际的复习教学中,大多数物理复习课的效果都不太理想。本文提出了思维导图在初中物理单元复习课中的应用研究,探索思
学位
水面温度是评估湖泊生态系统状态、功能和过程的重要参数,直接或间接地影响着湖泊的物理、化学、生物和生态过程。而湖面气温对湖泊的生态环境有较大的影响,特别是都市型湖泊将对其所处城市的气候调控产生重大影响,进而影响到人们的居住舒适性。阅海湖位于西北地区,其水面温度的改变对当地气候多样性、物种多样性以及文化多样性产生极为重要的影响。探究阅海湖水面温度的变化趋势和特征对解决阅海湖水质恶化问题具有指导性意义,
学位
近年来,世界都在受到资源危机的威胁以及环境恶劣的严峻形式,随着我国近几年在可再生能源的研究发现,目前采用最多的独立发电系统是光伏发电系统,但是这种发电方式的可靠性不高,容易受到环境的影响。另外,具有较大发电量的光伏发电系统在体积和质量上都难以保证便携性,且不易安装,难以解决需要经常更换发电地点的问题,而对于便携性较好的发电系统,发电量不高,无法维持正常用电,为了解决以上对于系统便携性和可靠性的要求
学位
本文针对宁夏生活再生水灌溉白小麦和黑小麦的安全性问题,在中卫市沙坡头区宣和镇宣和村,采用盆栽正交试验、盆栽对比试验、大田对比试验,系统研究了生活再生水灌溉条件下、水肥耦合、水肥气热耦合对白小麦和黑小麦生长、生理、产量、品质以及重金属的影响,成果可为宁夏生活再生水安全高效持续利用和作物提质增效提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:(1)揭示了干旱地区生活再生水水肥气热耦合灌溉对黑小麦光合作用、产
学位