降雨入滲對紅粘土土坡流變穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、土木工程中存在大量的工程土坡,其穩(wěn)定性分析一直是工程人員研究的重點,土坡穩(wěn)定性分析方法主要有兩種:一是傳統(tǒng)的定量分析方法,如工程類比法、極限平衡法等;二是數(shù)值分析方法,如有限差分法、有限元法等。因極限平衡法概念簡單,能直接給出土坡穩(wěn)定的安全系數(shù)值,所以在工程實際中被廣泛運用。但是極限平衡法也存在諸多不足:將土體視為剛塑形體、不易考慮外界降雨等因素影響、計算前假定了滑面的形狀和位置等。相比而言有限元法則靈活的多,其土的本構(gòu)模型包括彈性模型

2、、彈塑性模型和流變模型,其分析結(jié)果可得到土坡內(nèi)任一點的應(yīng)力、應(yīng)變。
　　實際工程表明,粘土具有很強的流變特性,特別是在長期降雨入滲情況下,其變形表現(xiàn)出獨有的特征。每年3到5月是湖南的梅雨季節(jié),諸多滑坡災(zāi)害與降雨后土流變特性的改變有關(guān),因此研究降雨條件下流變粘土土坡穩(wěn)定性這一課題顯得必要而有意義。本文從流變學(xué)理論著手,通過室內(nèi)土工試驗,建立了紅粘土的流變本構(gòu)模型,應(yīng)用ABAQUS有限元軟件,分析紅粘土土坡的穩(wěn)定性,主要內(nèi)容及結(jié)論如下

3、:
　　1.通過分析湘大體育館附近紅粘土土坡歷次滑坡災(zāi)害,發(fā)現(xiàn)在降雨條件下土坡變形表現(xiàn)出明顯的流變特性,所以進行紅粘土室內(nèi)常規(guī)試驗,分析紅粘土的物理力學(xué)特性,然后應(yīng)用流變學(xué)理論,建立能夠準(zhǔn)確反映紅粘土粘彈塑性性質(zhì)的流變本構(gòu)模型。
　　2.收集體育館附近紅粘土土坡所處區(qū)域的水文氣象、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌等資料,結(jié)合土體流變本構(gòu)模型,通過ABAQUS有限元軟件,建立了降雨入滲條件下考慮土體流變特性的紅粘土土坡穩(wěn)定性分析模型。

4、>　　3.設(shè)計粘滯系數(shù)、降雨強度、滲透系數(shù)等土坡穩(wěn)定性影響因素的正交試驗方案,通過ABAQUS有限元軟件模擬,分析各參數(shù)對土坡穩(wěn)定性的影響。分析得到四個因素對土坡影響程度為:泊松比＞滲透系數(shù)＞粘滯系數(shù)＞降雨強度。
　　4.根據(jù)正交試驗結(jié)果,以土坡關(guān)鍵點位移為目標(biāo)函數(shù),通過ABAQUS模擬,得到了土坡在降雨等影響因素下關(guān)鍵點的最大位移、最小位移。對比兩種試驗方案的關(guān)鍵點位移-時間曲線,得到關(guān)鍵點位移變化特征。分析結(jié)果表明:在文中設(shè)計