浅谈坡前水位骤变对土坡特性的影响

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1、浙江大学建筑工程学院硕士学位论文坡前水位骤变对土坡特性的影响姓名：杨相如申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：谢新宇;刘开富20080515坡前水位骤变对土坡特性的影响摘要河流和水库附近边坡的失稳多是由坡前水位的快速变化引起的，深入分析坡前水位骤变对边坡特性的影响，对全面了解该类型滑坡的破坏机制和滑坡灾害的防治具有实际意义，对于制定合理的基坑降水方案也具有指导意义。本文结合GEO—SLOPE软件，基于非稳定饱和．非饱和理论，采用渗流．应力非完全耦合的方法，计算分析坡前水位骤变情况下边坡的渗流

2、特征，及其对边坡应力及变形特征的影响。首先，对侧向无限延伸的具有水平不透水层边坡，在不考虑降雨入渗及蒸发作用的情况下，采用部分线性化方法对一维Boussinesq方程进行简化求解，得出浸润线分布函数和地下水流速表达式，并对双层地基中浸润线在上层土体中变化的情况进行分析。其次，结合非饱和渗流理论建立分析模型，在明确各渗透参数确定方法的基础上，重点探讨坡体孔隙水压力的时空分布特征，计算得出坡前水位骤变时或稳定后一段时间内，坡前水位变化对边坡的影响由近斜坡面处向远斜坡面处逐渐减小；距离斜坡面越远，土体

3、孔压对坡前水位变化响应的滞后现象越明显。在此基础上分析得出饱和渗透系数越小，土体渗流滞后效应越明显。再次，在获得边坡土体各时刻渗流场的前提下，基于渗流．应力非完全耦合方法，结合GEO．SLOPE软件计算坡前水位骤变对边坡土体力学变形特性的影响。分析得出坡前水位骤变时存在多重因素对边坡起作用，坡前水位变化初始阶段，渗透力对边坡变形起关键作用，但这种影响的持续时间较短。坡前水位骤降情况下，边坡变形的发展与渗流滞后效应的发展相对应。饱和渗透系数的大小对边坡变形发展趋势影响较大，饱和渗透系数越大，边坡变

4、形发展越迅速，但对最终沉降大小的影响不大。最后，结合工程实例初步探讨流域水位变化对浙西某挡土墙路基边坡稳定性的影响，以期为该路基边坡的加固提供参考。结合三峡库区泄滩滑坡的监测及研究，采用数值计算方法分析三峡库区水位变化作用下泄滩滑坡变形的发展。分析发现基于非稳定饱和．非饱和理论，采用渗流．应力非完全耦合方法，可以很好的模拟库水位变化对泄滩滑坡的影响。关键词：水位骤变；Boussinesq方程；浸润线；非稳定渗流；饱和．非饱和理论；非完全耦合方法一II—StudyontheCharacterist

5、icsofEarthSlopewithSuddenChangeofWaterLevelinfrontofSlopeABSTRACTTheslopeinstabilitynearriversandreservoirsisusuallycausedbythesuddenchangeofwaterlevelinfrontoftheslope．Inordertorealizethefailuremechanicsoflandslide，itismeaningfultoresearchtheeffects

6、ofsuddenchangeofwaterlevelinfrontoftheslopeonthecharacteristicsofsoilslope．Thestudyhasgreatpracticalsignificancetocontrollandslidedisasterandtodevelopareasonabledewateringprogramforexcavationproject．UsingGEO—SLOPEsoftware，theseepagecharacteristicsWas

7、studiededonthebasisofseepage—stressimperfectlycoupledmethodandunsteadysaturated—unsaturatedtheory．Theeffectsonstressanddeformationcharacteristicsoftheslopearealsoanalyzed．Firstly，neglectingrainfallinfiltrationandevaporationfortheslope，forhorizontalim

8、permeablelayer、析thinfinitelateralextension．one—dimensionalBoussinesqEquationwasslovedtoobtainthedistributionfunctionofphreaticlineandflowvelocityofgroundwateranalytically．Theexpressionwasgotbyusingpartiallylinearization．Changeofthephreaticlineintheup