降雨对斜坡稳定性的影响解剖Word文件下载.docx
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2114481
院(系):
环境学院专业:
地下水科学与工程
指导老师:
湖沉职称:
讲师
评阅人:
赵锐职称:
2014年06月
本科生毕业论文(设计)原创性声明
本人以信誉声明:
所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业论文作者(签字):
签字日期:
年月日
摘要
斜坡失稳破坏是多山地区常见的一种自然灾害,而降雨是斜坡失稳破坏最重要的触发因素。
降雨通过以下方式影响斜坡的稳定性:
降雨时,雨水入渗使原本的非饱和土变成饱和土,孔隙水压力增大也即基质吸力减小,使斜坡的抗剪强度降低;
其次,雨水入渗会增加土壤的重度,加大下滑力;
同时,长时间的雨水入渗会抬高地下水位,当地下水位达到或超过潜在滑动面时,地下水会软化滑面从而降低斜坡的抗剪强度。
在此文中,利用Geostudio2007软件主要分析降雨条件下,孔隙水压力的变化(也即基质吸力的变化)对斜坡稳定性的影响。
本文以福建省南平市西芹镇兴华街道后山比较有代表性的Ⅲ区房后斜坡为例,首先对其进行斜坡变形的宏观分析及敏感性因素的分析并计算得到天然条件下的斜坡稳定性系数。
后取Ⅲ区房后斜坡28-28’号地质剖面,使用Geostudio2007软件建立了边坡饱和非饱和降雨入渗有限元计算模型,得到不同降雨条件下雨水入渗时孔隙水压力的变化情况,并计算得到不同降雨强度和不同降雨历时下的斜坡稳定性系数,进而分析降雨对斜坡稳定性的影响。
经过分析得到如下结论:
(1)Ⅲ区房后斜坡受降雨或者其他不利因素影响时,中上部岩土体仍存在崩塌或滑坡的可能。
计算结果表明,在天然情况下,此斜坡能基本保持稳定,稳定性系数为1.294。
(2)在相同降雨时长的条件下,降雨强度越大,斜坡的稳定性系数减小得越快。
但在降雨强度大于雨水渗透系数时,各种不同降雨强度对斜坡稳定性的影响趋于相近。
(3)在相同降雨强度的条件下,降雨历时越长,斜坡的稳定性系数减小得越快。
(4)通过模拟斜坡监测点中孔隙水压力的变化可知,随着降雨的持续,孔隙水压力会一直升高,而斜坡的稳定性系数下降。
因此降雨引起的孔隙水压力增大是导致斜坡失稳的重要原因。
关键词:
降雨入渗斜坡稳定性Geostudio2007孔隙水压力
Abstract
Slopeinstabilityandfailureisacommonnaturaldisasterinmountainousareas,andrainfallisthemostimportanttriggerfactor.Rainfallaffectstheslopestabilityinthefollowingways.Firstly,rainwaterinfiltrationwillmaketheoriginalunsaturatedsoilbecomesaturatedsoilsothatporewaterpressureincreases(ie,matricsuctiondecreases)whichwillthenreducetheshearstrengthoftheslope.Secondly,rainwaterinfiltrationwillincreasethesoil'
sdensityandtheporewaterpressureandhenceincreasedeclineinforce.What'
smore,prolongedrainfallinfiltrationwillraisethewatertableandwhenthewatertablereachesorexceedsthepotentialslidingsurface,thegroundwaterwillsoftentheslipsurfacewhichwillreducetheshearstrength.Inthispaper,Geostudioisusedtoanalyzehowthechangesofporewaterpressureaffectsthestabilityofslope.
ThispapertakestheexampleofarepresentativeⅢdistrictslopeinFujianProvince,Nanping,Xiqintown,XinghuaStreet.Themacro-deformationoftheslopeandsensitivityfactorsareanalyzedandtheslopestabilitycoefficientunderthenaturalconditioniscalculated.ByusingGeostudio,asaturated-unsaturatedfiniteelementmodelofrainfallinfiltrationisbuiltintakingthe28-28'
geologicalsectionoftheⅢdistrictslope.Igettheresultsofchangesinporewaterpressureandslopestabilitycoefficientunderdifferentrainfallintensityandduration.ThenIanalyzetherainfall'
simpactonslopestability.Followingaretheconclusions.
1.Ⅲdistrictslopeispossibletocollapseorlandslideintheupperandmiddlepartoftheslopeafteranotherrainfallorotherunfavorablefactors.Thecalculationresultsshowthatundernaturalcondition,thisslopecanbasicallystaystableandtheslopestabilitycoefficientis1.294.
2.Underthesamerainfallduration,thehighertherainfallintensity,thefasterthatslopestabilitycoefficientdecreases.However,whentherainfallintensityisgreaterthanrainwaterpermeabilitycoefficient,theimpactofvariousdifferentrainfallintensityisthebarelythesameonthestabilityoftheslopenomatterwhattherainfallintensityis.
3.underthesameconditionsofrainfallintensity,thelongerthatrainfalllasts,thefasterstabilityoftheslopecoefficientdecreases.
4.Throughmonitoringchangesinsimulatedporewaterpressure,wecanknowthatwithrainfallcontinues,porewaterpressureincreasesanditleadstodecreaseoftheslopestabilitycoefficient.Thereforeincreaseinporewaterpressurecausedbyrainfallisanimportantfactorthattriggerstheslopeinstability.
Keywords:
rainfallinfiltration;
slopestability;
Geostudio2007;
porewaterpressure
第一章前言
第一节选题意义和依据
不稳定的斜坡在内、外力的作用下,易发生斜坡的变形破坏。
斜坡的变形破坏给工程建筑等带来的危害非常广泛,甚至造成生命财产的巨大损失,全世界各种典型实例不胜枚举。
影响斜坡稳定性的因素复杂多样。
其中内因主要包括斜坡岩土类型、岩土体结构、地质构造、水文地质条件。
此外还有外因,例如风化作用、地表水和大气降水的作用、地震、人类工程活动等。
其中降雨是影响斜坡稳定性和导致斜坡失稳的最主要和最普遍的环境因素。
每年降雨导致的斜坡失稳破坏引起了数以千计的死亡和建筑物的严重破坏,因此在滑坡易发区建立模型并分析降雨对斜坡稳定性的影响是非常重要的。
在许多案例中,陡峭土坡上的滑坡都是由于降暴雨时雨水入渗到地下所引起的。
增加的含水量导致了毛细吸力的下降以及土壤重量的上升,这两个过程均导致了斜坡的失稳。
以下为降雨引起的斜坡失稳实例。
2009年7月23日,云南凤庆发生山体滑坡,根据专家组的考察测定,此次滑坡是由于在不良地质条件下的连续降雨和库水位连续上升造成的,降雨降低了边坡稳定性,引起滑坡,造成灾害。
2010年9月1日,云南保山市隆阳区发生山体滑坡,造成20户人家被掩埋。
据了解,此次灾害的主要原因,首先是滑坡体本身的地形地质条件不良;
其次是此地区之前大旱,后又出现降雨所致。
2012年5月21日,一场强降雨造成重庆市多处发生山体滑坡事故,当地部分地区的交通因此而中断。
2013年5月贺州市出现长时间的强降水过程,导致某段公路出现多处滑坡。
2014年4月12日,东乡县董岭乡出现山体滑坡现象,致使几名施工人员被埋。
经调查分析,该区地形本就险峻,近期连续的降雨触发了此次滑坡。
在我国,由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重,是山区主要的工程动力地质作用。
而降雨是引起滑坡的主要因素之一,因此有必要对降雨和斜坡稳定性的关系进行研究。
2010年6月12日至6月25日,福建省南平市出现长时间的持续性暴雨过程,过程降雨量达到252.6mm,西芹镇兴华街道后山山坡多处发生山体滑坡、崩塌等地质灾害,滑坡体导致兴华二路部分路段被埋,个别民房毁坏,严重威胁当地居民生命财产安全,影响交通要道的畅通。
本文以南平市西芹镇兴华街道Ⅲ区房后斜坡为例,用Geostudio2007软件的SLOPE/W模块和SEEP/W模块耦合计算各种不同降雨条件下斜坡的稳定性系数,通过对比稳定性系数的大小以及孔隙水压力的变化情况来分析降雨
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- 关 键 词:
- 降雨 斜坡 稳定性 影响 解剖