检索结果-南通市图书馆

作者：崔新盛长安大学

学位级别：硕士

董志塬是黄土高原保存面积最大、最为连续的塬面,素有“天下黄土第一塬”之称。历史时期以来,人类活动的不断加强使董志塬溯源侵蚀剧烈,完整的塬面变得支离破碎。黄土塬区严重的土壤侵蚀现象与塬面和沟道的水动力条件密切相关。固沟保... 详细信息

董志塬是黄土高原保存面积最大、最为连续的塬面,素有“天下黄土第一塬”之称。历史时期以来,人类活动的不断加强使董志塬溯源侵蚀剧烈,完整的塬面变得支离破碎。黄土塬区严重的土壤侵蚀现象与塬面和沟道的水动力条件密切相关。固沟保塬是黄土塬区控制溯源侵蚀、减少水土流失的重要治理措施,包括生物措施和工程措施两种方式。生物措施以自然和人工植被恢复为主,控制坡面侵蚀,减少水土流失;工程措施以沟头回填加固为主,阻止沟头前进,防治地质灾害。然而,不同治理措施,其水分场存在何种差异,对于理解黄土塬面降雨入渗、土壤水分迁移和侵蚀灾变的发育均具有重要的指导意义。因此,本论文以董志塬生物和工程治理的固沟保塬为研究对象,以电阻率成像法(ERT)为主要技术方法,量化了自然与人为措施下的董志塬土壤水分场时空分布和入渗规律。首先,分析了ERT数据与土壤含水量数据之间的相关关系,并建立了函数模型。其次,研究了自然草地恢复和人工植树造林措施下土壤水分时空分布差异。第三,探讨了回填塬面与原始塬面土壤水分场的时空分布差异,并测量了强降雨作用下的水分入渗模式。研究结果如下:(1)建立了适用于董志塬的土壤电阻率-含水量幂函数转换模型,并证实了该模型的准确性和适用性,为后续的土壤水分场反演提供了基础。(2)生物固沟保塬措施中,植被类型对浅层(0～5 m)和深层(>5 m)水分均有影响,但对浅层水分的影响远大于深层。耕地浅层含水量最大,草地次之,林地最少。坡面尺度上,地形对浅层和深层水分均具有显著影响,坡顶浅层水分大于坡面,沟底水分远大于坡顶和坡面。坡度越大,坡面浅层含水量越低;海拔越低,坡面深层含水量越高。不同植被和地形位置处,浅层和深层水分随季节的变化不同步。浅层水分具有明显的季节特征,而深层水分基本不随季节变化,属于相对稳定层。(3)工程固沟保塬措施中,人工回填区存在相对不透水层(3～7 m),而非回填区未出现相对不透水层。干旱季节,回填区水分随时间明显减少的土层深度达7 m,其水分平均变化率为-12.10%;强烈的蒸发对回填区相对不透水层产生明显影响;多雨季节,回填区水分随时间明显增加的土层深度达3 m,其水分平均变化率为+13.00%;充沛的降雨对回填区相对不透水层未产生明显影响。有排水管道经过的回填区深层体积含水量超过20%,明显高于其他区域,且该区域水分变化率最大为+30%,排水管道可能出现渗漏现象。强降雨(62.8 mm)前后塬面水分场动态变化的探测结果表明,强降雨作用下,原始塬面和回填塬面降雨入渗和重分配程度明显不同,原始塬面上层土壤水分(50～60cm)的增加率为﹢23.64%,远远大于回填塬面﹢6.76%的增加率。

关键词：董志塬固沟保塬电阻率成像法土壤水分场监测

基于结构性力学参数的黄土归一化性状研究 ——以延安地区马兰黄土为例

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基于结构性力学参数的黄土归一化性状研究 ...

作者：谢飞长安大学

学位级别：硕士

近年来黄土高原地区各类黄土地质灾害如滑坡、泥流、崩塌等频繁发生,给大型工程建设活动带来挑战。黄土具有大孔隙,水作用下强度极易弱化,发生软化变形,变形累积并逐渐贯通引发黄土灾害。埋深较浅的马兰黄土作为地质灾害承载体其力学变... 详细信息

近年来黄土高原地区各类黄土地质灾害如滑坡、泥流、崩塌等频繁发生,给大型工程建设活动带来挑战。黄土具有大孔隙,水作用下强度极易弱化,发生软化变形,变形累积并逐渐贯通引发黄土灾害。埋深较浅的马兰黄土作为地质灾害承载体其力学变形特性亟需重点研究,本文选择位于黄土高原腹地的延安南沟为研究区,通过野外调查取样、室内试验和理论分析计算等方式,探讨了该地区马兰黄土的压缩及剪切应力应变归一化性状。归一化性状着重于岩土体应力应变及强度的定量估算,本文采用两种类型结构性力学参数对比分析了压缩及剪切应力应变归一性,最终为研究黄土等强结构性或超固结土体的归一化性状提供了新思路。本文主要结论如下:（1）原状和重塑黄土的结构屈服应力与含水率呈负相关。结构屈服应力及孔隙比结构性参数均可对黄土侧限压缩变形归一化,基于两种参数探讨了原状黄土压缩应变归一化性状,并分别建立了归一化方程。其中,孔隙比结构性参数对黄土的压缩应变归一性更加显著。（2）原状Q3黄土剪切应力应变关系整体上随围压增大由弱硬化型向强硬化型转变,但在含水率极低且低围压下会呈现出一定的软化特性。除极低含水率低围压下,不同含水率不同围压下的重塑黄土应力应变都表现为应变硬化型。原状黄土内摩擦角基本稳定在21°～23°小范围内。原状黄土内聚力、结构强度、结构屈服应力随含水率增加分别成对数、指数、幂函数形式减小。相同含水率下,三者中结构屈服应力最大,结构强度次之,内聚力最小。（3）含水率为5%和10.2%的Q3黄土在围压低于400 kPa不能归一化,含水率为17%的黄土在围压大于300 kPa存在归一性,含水率为22%、27%和32%的黄土在200 kPa以上的围压下归一化性状较显著。以初始切线模量作为归一化因子,构建了固定数学格式的黄土归一化模型:σ1-σ3=f（σ3）·ε1/m+k·ε1,应用该方程建立了有一定限制条件的不同含水率黄土应力应变归一化方程,该模型具有较高的准确度。（4）基于应力结构性参数构建了固定格式的原状黄土剪切应力应变归一化模型:（σ1-σ3）y=f（σ3）·ε1/m+k}·ε1·mσ,建立了不同含水率连续围压范围内黄土应力应变归一化方程,经验证,结果除个别异常围压点外均较为可靠准确。（5）黄土结构性对于黄土的归一性阻碍极为明显,黄土归一化模型与结构性力学参数密切相关。相对于界限状态黄土结构性力学参数,采用全过程动态量化参数对黄土归一化处理,其归一性更强。全过程动态量化黄土结构性变化的结构性参数无量纲,能反应黄土结构的释放过程,归一化效果好,对侧限压缩及三轴剪切等不同应力路径普适。

关键词：马兰黄土归一化方程结构性力学参数应力应变关系

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三原县双槐树地裂缝成因机理研究

三原县双槐树地裂缝成因机理研究

作者：郑万成长安大学

学位级别：硕士

三原县地区是地裂缝灾害分布十分密集的地带,其破坏性是有目共睹的。尤其发育于北山山前的地裂缝,其成因复杂多样,实质上也是多种因素作用下的一种综合效应。本文通过对地裂缝发育的地质背景,以及地裂缝的空间分布特征,平剖面特征及时... 详细信息

三原县地区是地裂缝灾害分布十分密集的地带,其破坏性是有目共睹的。尤其发育于北山山前的地裂缝,其成因复杂多样,实质上也是多种因素作用下的一种综合效应。本文通过对地裂缝发育的地质背景,以及地裂缝的空间分布特征,平剖面特征及时间特征等发育规律的研究,分析了地裂缝有关的具体形成因素,并在此基础上讨论了三原县地区地裂缝的成因机理。首先,通过实地调查、访问和现场的槽探、井探、平洞等工作,揭示三原县双槐树村地裂缝的发育特征。在此基础上,选择有地裂缝通过的黄土场地进行现场试坑浸水试验,对地裂缝带黄土的渗透与变形特性进行了系统的试验研究和深入的理论分析。其次,通过对调查资料的分析和研究,对地裂缝的成因作了一定的分析,并对其主导因素和影响因素进行了分析。研究表明,地裂缝的发育活动与渭河盆地构造活动有较好的一致性,地裂缝的分布与基底隐伏活动构造带有明显的对应关系。最后,通过综合分析,三原县地区地裂缝属于构造地裂缝,场地分布的断裂构造控制了地裂缝的空间展布,强降雨对地裂缝的活动具有诱发作用,并概化了降雨条件下引发地裂缝反复开合的形成机制。

关键词：三原县地区地裂缝发育规律成因机理

盆地地裂缝同生机制研究 ——以渭河盆地为例

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盆地地裂缝同生机制研究 ——以渭河盆地为例

作者：王飞永长安大学

学位级别：硕士

地裂缝在全球有着广泛的分布,其中在中国的汾渭盆地最为集中。汾渭盆地是断陷沉积盆地,其中每个盆地都发育着多条地裂缝,这些不同规模、不同产状的地裂缝似乎又有着一定的同生联系。研究盆地地裂缝的同生机制,对全球地裂缝的生成机理的... 详细信息

地裂缝在全球有着广泛的分布,其中在中国的汾渭盆地最为集中。汾渭盆地是断陷沉积盆地,其中每个盆地都发育着多条地裂缝,这些不同规模、不同产状的地裂缝似乎又有着一定的同生联系。研究盆地地裂缝的同生机制,对全球地裂缝的生成机理的揭示有着重要的意义。本篇论文的研究工作以“汾渭地区地裂缝成因与减灾综合研究”项目为依托,通过广泛收集渭河盆地的地质背景资料,了解了该地区地裂缝的地质背景及构造格局;通过详细的野外地质调查,整理了渭河盆地地裂缝的平面分布情况;对典型地区采取了钻探和槽探手段后,分析了渭河盆地地裂缝的剖面特征;通过概率统计总结了渭河盆地地裂缝的时间特征;在概述渭河盆地构造格局、地裂缝发育现状及同生特征的基础上分析了渭河盆地地裂缝的同生条件,并在此基础上对渭河盆地地裂缝的同生过程进行了数值模拟,最后概化了盆地地裂缝的同生机制。本人的主要研究成果如下:(1)通过收集资料,分析了渭河盆地所处的地质背景和构造格局,通过野外地质调查与地质勘探手段,总结了渭河盆地地裂缝的发育现状与同生特征:1)平面展布方向的相似性;2)剖面结构上的相似性;3)与断裂的普遍关联性;4)活动时间上的同步性。(2)渭河盆地发育的地裂缝群是一种具有同生特征的地表破裂系统,控制这种地表破裂系统的四层楼模型是:上地幔隆升、中上地壳流展、基底断块的差异运动、区域构造拉张应力背景下断裂的伸展运动。(3)通过Sufer11.0构建了关中盆地及邻区莫霍面的三维表面,对渭河盆地的上地幔起伏情况进行了解;Ansys和Flac3D数值模拟分析并得到了上地幔的隆升促使中上地壳流展的力学过程及机制。(4)通过Flac3D分析了中上地壳发生流展时,基底拉伸引起基底断块伸展差异运动的力学过程及机制。(5)通过Ansys11.0和Flac3D有限元软件分析了基底断块差异运动所产生的拉张应力和剪切扭动应力,牵动并作用于盖层破裂系统的力学过程及机制。(6)通过力学分析了在区域构造拉张应力背景下,断裂伸展活动的局部应力场造成断裂带附近岩土体破裂形成地表裂缝,从而地裂缝沿这些断裂带生长、伴生或派生的力学过程及机制。(7)在上述的成果的基础上,总结了渭河盆地地裂缝的同生机制:深部构造动力系统中的上地幔的上隆作用,中地壳发生流展使基底拉伸引起基底断块伸展差异运动,基底断块差异运动所产生的拉张应力和剪切扭动应力,牵动并作用于盖层破裂系统,致使盆缘和块间断裂伸展蠕滑活动,断裂伸展活动的局部应力场造成断裂带附近岩土体破裂形成地表裂缝,从而地裂缝沿这些断裂带生长、伴生或派生,现今区域构造应力场又促发了这些地裂缝的形成与活动。

关键词：地裂缝渭河盆地上地幔隆升中上地壳流展断块差异运动断裂伸展运动同生机制

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黄土崩解特性及其界面效应试验研究

黄土崩解特性及其界面效应试验研究

作者：宁瑞浩长安大学

学位级别：硕士

黄土本身的结构特征造成了其极强的崩解性,随着以“三区四带”为核心的全国重要生态系统保护和修复重大工程总体布局的提出,黄土高原地区生态脆弱、水土流失严重等问题逐渐受到人们重视,黄土的强崩解性不仅可以加剧边坡侵蚀、崩塌和潜蚀... 详细信息

黄土本身的结构特征造成了其极强的崩解性,随着以“三区四带”为核心的全国重要生态系统保护和修复重大工程总体布局的提出,黄土高原地区生态脆弱、水土流失严重等问题逐渐受到人们重视,黄土的强崩解性不仅可以加剧边坡侵蚀、崩塌和潜蚀,斜坡体崩解造成土体透水性增强,对边坡土体的含水率及力学参数起到不利作用,而且坡体崩解的产物也可成为泥流灾害的重要物质来源,因此研究黄土的崩解性对黄土高原地区的水土保持及灾害防治有着重要的理论及现实意义。目前对黄土崩解机制的研究尚停留在定性分析阶段,缺乏定量的分析,本文以处于典型黄土带的延安马兰黄土为研究对象,在此基础上对比沙黄土带、粘黄土带黄土的崩解性差异,取样及调查点由北向南依次为榆林、延安、泾阳,采用现场灾害调查及取样、室内原状黄土崩解试验、含界面重塑黄土崩解试验、核磁共振以及数值模拟的手段,联系非饱和土力学,对比研究黄土崩解特性并分析崩解机制,分析界面效应影响下的崩解灾变过程,主要结果及结论如下:(1)对研究区界面的发育特征、界面效应及灾变现象进行了总结,研究区内细观界面主要以不同产状、不同组合类型产出,界面效应影响下的崩解灾变现象主要为土体崩落、掉块及坡体侵蚀。(2)界面效应影响下,灾害发育的初期阶段,细观界面作为力学性质薄弱面的同时也会为水分快速进入土体内部提供优势通道,水的渗入导致细观界面两侧的土体发生崩解变为松散堆积物,随着时间推移,细观界面进一步拓宽,土体遭受破坏进一步加重,进入灾害发育的后期阶段,细观界面两侧土体已基本丧失强度,发生坡体侵蚀、与母体分离的掉块等现象。(3)为研究原状黄土的崩解特性,设计了原状黄土崩解试验,根据试验现象将黄土的崩解过程划分为非饱和入渗阶段、快速崩解阶段、慢速崩解阶段;从微观界面的角度分析了不同地区、含水率、温度工况下原状黄土的崩解特性,结果表明三个地区黄土均有较强的崩解性,除泾阳黄土因胶结程度最高,在含水率较高时不发生崩解,其余均可完全崩解,崩解速率曲线呈“S”形。(4)以野外调查的细观界面几何特征为原型,自行设计了含界面重塑土样压土模具,制备了含有不同种界面的重塑土样进行了崩解试验,试验结果表明界面的存在会在黄土崩解过程中产生较强的界面效应,控制土样的开裂破坏、入渗模式进而影响崩解速率。(5)为研究界面在崩解过程产生的优势入渗效应,以延安黄土为例,针对含有界面的重塑土样开展了核磁共振试验,获取了试样泡水后的T图谱及水分分布图像,试验结果表明界面处快速开裂后,会成为水快速渗入土样内部的优势通道,在土样的崩解过程中为其提供与水接触的边界条件。(6)基于MATLAB平台开发了LBM两相流模型,结合微观界面、Bishop非饱和有效应力公式,计算了入渗过程中的非饱和有效应力,结果表明饱和度较低时非饱和入渗阶段土样内部的气体来不及排出受挤压,有效应力在瞬间变为负值,即斥力大于吸引力,对应崩解初期的开裂现象。在进入快速崩解阶段后,非饱和作用力消失,土颗粒的接触方式、胶结特征控制崩解速率,气体被压缩产生斥力,颗粒间的胶结软化,有效应力减小是黄土崩解的原因。

关键词：黄土崩解性黄土界面优势入渗崩解机制非饱和有效应力

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黄土三轴拉伸破裂特性试验研究

黄土三轴拉伸破裂特性试验研究

作者：李红长安大学

学位级别：硕士

目前,地裂缝的发育分布特征和活动特点等已经被人们基本掌握,但在成因机理方面的研究还不够成熟,仍存在不同观点和争议,另外已有裂缝再次开裂扩展的机理尚需深入研究。本文以汾渭盆地地裂缝为研究背景,以西安市f14地裂缝探槽和泾阳地震... 详细信息

目前,地裂缝的发育分布特征和活动特点等已经被人们基本掌握,但在成因机理方面的研究还不够成熟,仍存在不同观点和争议,另外已有裂缝再次开裂扩展的机理尚需深入研究。本文以汾渭盆地地裂缝为研究背景,以西安市f14地裂缝探槽和泾阳地震台地裂缝探槽为试验场地,通过对地裂缝发育的介质环境—黄土(包括原状黄土、裂隙性黄土、重塑黄土)进行三轴拉伸特性试验研究,分析了与地裂缝有关的黄土破裂特性及破裂行为,并在此基础上讨论了黄土地区地裂缝的成因机制与扩展机理。原状黄土的三轴拉伸试验表明,黄土的抗拉强度及极限拉应变均很小,且随着围压的增大,其断裂时的轴向应力由拉应力向压应力转变。当黄土体内应力储备大于其极限强度时,内部应力便会寻找一种可以释放能量的通道,很容易在地表土体中产生拉张裂缝,且随着深度的增加,逐渐呈闭合的趋势。裂隙性黄土的三轴拉伸破裂特性试验表明,其破裂主要受控于所处的应力状态及土体中原有的宏观结构面,在低围压情况下,裂隙性黄土更容易沿原有裂隙结构面产生裂缝而破坏,黄土体中多数地裂缝是在土体中原有的结构面上发育起来的。重塑黄土的三轴拉伸试验表明,土体的抗拉强度与围压和含水率关系密切。单轴拉伸情况下,抗拉强度随着含水率的增大呈先增大后减小的趋势,三轴拉伸情况下,抗拉强度随着含水率的增大而减小。与此同时,笔者从微观角度对重塑土单轴抗拉强度进行了理论预测,含水量为10%时预测值为7.4kPa,实测值为7.9kPa;含水量为15%时,预测值为10.25kPa,实测值为12.1kPa,预测值与试验结果吻合较好。黄土在各种作用下的破裂特性试验研究表明,汾渭盆地的构造应力场是引发地裂缝的主控因素,其他一些作用则为附加因素。

关键词：黄土地裂缝三轴拉伸破裂特性抗拉强度地裂缝形成机理地裂缝扩展机理

河南省山地丘陵区滑坡的发育规律与成因模式研究

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河南省山地丘陵区滑坡的发育规律与成因模式研究

作者：张勇长安大学

学位级别：硕士

河南省山地丘陵区位于河南省西部、北部和南部,地质条件复杂,是河南省滑坡发育最多的地区,给人民群众生命财产安全带来了巨大的威胁,严重地制约着当地社会经济的可持续发展。本文依托“河南省1:5万地质灾害详细成果集成及综合研究项目-... 详细信息

河南省山地丘陵区位于河南省西部、北部和南部,地质条件复杂,是河南省滑坡发育最多的地区,给人民群众生命财产安全带来了巨大的威胁,严重地制约着当地社会经济的可持续发展。本文依托“河南省1:5万地质灾害详细成果集成及综合研究项目-地质灾害分析评价与区划”地质调查项目,通过大量的野外调查和室内资料整理、研究工作,取得了以下的成果:1、查明研究区滑坡共2637处,归纳总结了滑坡规模、力学机制、平面和剖面形态等发育特征,发现:研究区滑坡规模以小型为主,占总数90.1%;其力学机制以牵引式滑坡为主,占总数68%;大型和特大型滑坡主要分布在新乡市、三门峡市、信阳市,推移式滑坡主要分布在黄土丘陵区;滑坡平面特征以半圆形和舌型为主,占总滑坡38%和27%;剖面特征以凸型和阶梯型为主,占总数30%和26%。并对滑坡的稳定性、灾情和险情进行了归纳。2、总结了滑坡在行政单元和地理单元的分布规律,在行政单元以三门峡市、洛阳市、南阳市和信阳市为主,占总数80.5%;在地理单元以豫西中低山丘陵区和黄土丘陵区为主,占总数47.2%和29.5%。将研究区的滑坡按照物质组成、地质结构和致灾因素进行分成三大类、八小类,并从发育类型、斜坡结构、滑坡厚度、斜坡坡型和斜坡坡度等角度探索了四大地理单元滑坡的发育特征。3、从宏微观地貌角度分析了地形地貌对滑坡的成生关系,得出宏观地貌控制滑坡发育的数量,揭示了斜坡坡型、坡高、坡度等微观地貌对滑坡发生的制约作用,确定了区内堆积层滑坡发生的微观地貌条件;分析断裂对研究区滑坡分布和发育特征的影响,确定断裂等地质构造是滑坡发育的主控因素,并将研究区的断裂进行了组合;对研究区地层岩性的分布进行简要说明,厘定了区内的易滑地层,并将区内斜坡结构分为五大类;对地下水类型、河流等地表水系和降雨等水因素,揭示不同类型的水因素是滑坡的诱发因素之一;结合区内人类工程活动,探讨了坡顶加载和坡脚开挖、水库等水资源改造和道路工程等人类活动对滑坡的诱发作用。4、通过数值模拟和理论分析相结合的方法,对研究区典型滑坡的形成机理进行研究,概化出每类滑坡的成因模式图,并将研究区滑坡分为蠕滑-拉裂型、软弱带控制-蠕滑整体下滑型、饱水带控制-蠕滑拉裂型、压致拉裂+滑移拉裂复合型、滑移-拉裂整体下滑型、滑移-拉裂溃散型等力学机制。5、最终归纳出研究区不同地理单元滑坡的发育规律和成因模式。

关键词：河南省山地丘陵区滑坡发育特征数值模拟成因模式

周至任家城黄土边坡稳定性评价及监测预警研究

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周至任家城黄土边坡稳定性评价及监测预警研究

作者：张利勇长安大学

学位级别：硕士

本文以任家城黄土边坡为研究对象，在充分收集相关地质资料的基础上，分析了黄土边坡失稳条件、变形破坏特征及发展趋势。运用极限平衡理论和数据值模拟方法，对边坡稳定性进行了研究。结合任家城黄土边坡变形破坏特点，确定边坡失稳... 详细信息

本文以任家城黄土边坡为研究对象，在充分收集相关地质资料的基础上，分析了黄土边坡失稳条件、变形破坏特征及发展趋势。运用极限平衡理论和数据值模拟方法，对边坡稳定性进行了研究。结合任家城黄土边坡变形破坏特点，确定边坡失稳的影响范围及危害程度，对任家城黄土边坡危险性进行分区。通过任家城黄土边坡目前的变形阶段，制定切实可行的监测方案，完成任家城黄土边坡监测系统建设。具体内容分为以下几个方面： 1任家城黄土边坡地层主要由第四系黄土构成，距坡顶44m，出露砂层，推测该边坡由渭水及秦岭山脉共同作用，风积形成。坡体表面起伏较大，局部坡度达到60°以上，土体凸出坡体，形成危岩体，极不稳定，易形成小型滑塌。 2运用Geo-studio软件的Sigma/w模块模拟边坡内部应力应变情况，分析表明边坡水平应力与最大剪应力在地层交界面存在明显应力突变，在坡脚剪应力集中，边坡内位移趋向于临空方向。Slope/w模块以Sigma/w计算得到的应力—应变关系为基础，确定边坡的稳定性系数数为1.21，为稳定状态，整体失稳可能性较低。 3裂隙的位置与深度均对边坡稳定性产生影响。裂隙距边坡计算潜在滑移面越近，裂隙深度越深，对边坡稳定性影响越大。 4通过LSAPID三维边坡运动模拟软件，分析得到边坡体上危岩体滑动距离和范围，确定坡典村受灾面积2472m2，其中农户12、14及果园2均处于高危区。农户2、15及21处于危险区，农户8、9及17处于较危险区。 5通过对该边坡监测数据的分析，表明降雨对边坡含水率影响深度有限，且影响具有滞后性。GPS绝对位移、相对位移均无明显持续变化，边坡目前处于稳定状态。

关键词：边坡稳定性分析危险性监测预警

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基于随机介质理论的公路黄土暗穴稳定性评价

基于随机介质理论的公路黄土暗穴稳定性评价

作者：陈党民长安大学

学位级别：硕士

随着我国西部黄土地区基础建设的发展,发育在黄土浅层的暗穴对公路建设和安全运营构成了严重威胁,有的已造成严重后果,因此研究有效的公路黄土暗穴稳定性评价方法对于黄土地区的公路路基处理和设计具有非常重要的指导作用,本文应用随机... 详细信息

随着我国西部黄土地区基础建设的发展,发育在黄土浅层的暗穴对公路建设和安全运营构成了严重威胁,有的已造成严重后果,因此研究有效的公路黄土暗穴稳定性评价方法对于黄土地区的公路路基处理和设计具有非常重要的指导作用,本文应用随机介质理论,对公路黄土暗穴的稳定性进行了探讨性的分析和评价。本文提出了基于随机介质理论评价黄土暗穴稳定性的一种新方法,建立了黄土暗穴的简化几何模型和等效力学模型。应用该方法计算并分析了不同形状、大小及埋深的黄土暗穴引起的地表变形和影响范围;计算了不同参数下黄土暗穴的临界安全厚度;分别以地表变形和顶板结构强度作为评价黄土暗穴稳定性的依据,分析了洞形参数对地表变形和临界安全厚度的影响,对黄土暗穴的稳定性进行了探讨性地研究;定性分析了安全系数、地面荷载与临界安全厚度的关系;将该方法与其它几种方法的计算结果进行了比较,讨论了各种方法的适用性和合理性;设想了基于随机介质理论方法在实际工程中应用的工作步骤。通过本文研究,得到以下主要结论: (1) 暗穴引起的地表下沉量的大小和分布不仅与暗穴埋深有关,而且与暗穴断面大小、地层特性有关。 (2) 暗穴引起的地表最大下沉量随着地层主要影响角、暗穴断面尺寸、暗穴半径收敛值等参数的增大而增大,随着暗穴埋深的增大而减小。 (3) 暗穴临界安全厚度随着暗穴断面尺寸、暗穴半径收敛值、安全系数、地面荷载等参数的增大而增大。暗穴临界安全厚度对地层影响角的变化不敏感。 (4) 地表影响范围随暗穴埋深、断面尺寸的增加而增加,随地层影响角的增大而减小。

关键词：黄土暗穴随机介质理论稳定性临界安全厚度

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黄土滑坡运动特征及其铲刮作用研究

黄土滑坡运动特征及其铲刮作用研究

作者：李亚哲长安大学

学位级别：硕士

滑坡作为黄土地区典型地质灾害广泛分布,对人类活动造成严重威胁,尤其是高速远程黄土滑坡,滑坡在运动的过程中推挤阶地地层,往往形成独特的内部结构。以往的研究注重黄土滑体的变形破裂,本文则分析黄土滑坡运动过程中对河流阶地地层的... 详细信息

滑坡作为黄土地区典型地质灾害广泛分布,对人类活动造成严重威胁,尤其是高速远程黄土滑坡,滑坡在运动的过程中推挤阶地地层,往往形成独特的内部结构。以往的研究注重黄土滑体的变形破裂,本文则分析黄土滑坡运动过程中对河流阶地地层的铲刮作用,利用物理模型试验和数值模拟方法来分析这一过程。首先以泾阳县内泾河南岸为研究区,通过野外工作和室内资料整理,对泾河南岸黄土滑坡进行了大量现场调查、勘探、观测和试验工作,对塬边黄土滑坡产生的条件、因素、动态规律有了一定的认识。总结研究区地质背景和典型黄土滑坡的形态,分析研究区黄土滑坡发育规律,为进一步的物理模型试验和数值模拟建立概念模型。建立阶地模型,通过物理模型实验,分析不同工况下,阶地地层的变形和破坏过程,划分变形破坏阶段,并分析各因素的影响规律。通过圆形离散单元来模拟颗粒介质的运动及其相互作用,由平动和转动运动方程来确定每一时刻颗粒的位置和速度。通过颗粒流数值模拟方法,模拟黄土塬边滑坡运动过程中对阶地的推挤作用,揭示阶地地层的变形破坏过程。使用颗粒流软件建立大尺寸黄土塬边阶地模型,标定颗粒细观参数,使模型与研究区阶地物质拥有相同的变形和破坏特征。通过设置模型参数,研究剪切面埋深和液化程度对阶地物质变形破坏的影响。通过以上分析,得出黄土滑坡运动过程中推挤阶地并形成阶地型内部结构的运动过程,分析影响这一过程的主要影响因素的影响规律,并定量分析形成这一独特内部结构的形成条件。

关键词：黄土滑坡运动过程铲刮作用阶地地层变形模型试验颗粒流