降雨诱发风化泥岩残积土滑坡复活破坏规律研究

作     者：杨志勇 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪华斌

授予年度：2017年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：降雨滑坡 模型试验 软弱夹层 非饱和土渗流 边坡稳定性 

摘      要：降雨是引起滑坡复活破坏非常重要的原因,工程实践中许多滑坡的产生都与降雨有直接关联,如何减小雨水作用对边坡的影响是目前学术界研究的重要课题。能够了解雨水作用触发边坡破坏的机理,将能为边坡的防护带来很大的帮助。本文以风化泥岩残积土边坡为试验对象,通过降雨模型试验和数值模拟相结合的方法,深入研究了降雨影响下存在软弱夹层边坡中土体孔隙水压力、水平土压力及边坡位移的变化规律,分析了软弱夹层的存在对边坡破坏过程的影响。首先,分析了风化泥岩残积土成因,并通过直剪试验、击实试验以及液塑限试验等土工试验获取土样力学参数:(1)土样的内聚力为8.13 kPa,内摩擦角为9°。(2)土样最优含水率为18.3%,最大干密度为1.65 g/cm。(3)土样液限为0.313,塑限为0.203。其次,开展降雨模型试验,试验得出的结论表明:(1)降雨诱发边坡发生滑动时,滑动带附近土体的水平土压力会经历先减小再增大的一个过程,滑动带以下土体的水平土压力变化较小。(2)降雨过程中边坡土体逐渐饱和,土体内部孔隙水压力呈逐渐增大最后趋于稳定的趋势。(3)随着降雨的持续边坡位移逐渐增大,在这个过程中伴随着张裂缝的产生,当张裂缝增大到一定程度后边坡发生破坏。最后,对模型试验降雨过程进行数值模拟,模拟结果表明:(1)数值模拟的边坡破坏过程与试验中边坡破坏过程具有一定的吻合性。(2)随着降雨的持续,边坡安全系数逐渐减小最后趋于一个稳定值。(3)雨水入渗使得边坡表面土体先饱和,随后饱和区逐渐向内部扩展。(4)降雨过程中边坡土体水平方向土压力产生较大的变化,软弱夹层附近土体由受压状态逐渐转变为受拉破坏状态。(5)软弱夹层位置以及夹层土体强度对边坡稳定性有较大影响,夹层倾角越大,夹层土体强度越小,边坡稳定性越差,且由表层破坏发展为深层破坏所需时间越短。