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降雨对缓坡抗浮水位的影响及基底浮力的计算

降雨对缓坡抗浮水位的影响及基底浮力的计算

作     者:叶文科 

作者单位:昆明理工大学 

学位级别:硕士

导师姓名:阮永芬

授予年度:2017年

学科分类:081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题:缓坡 降雨入渗 饱和-非饱和渗流 抗浮水位 浮力 

摘      要:随着城镇化的推进,为了避免占用大片优质耕地,许多建筑开始向一定坡度的缓坡地带发展;在城镇化推进的过程中,大量的高层建筑开始兴建,为满足人防工程、地下车库及相关设施的要求,都包含地下室部分,在设计地下室基础时,必须要考虑到地下室抗浮水位的设计。在现有的抗浮水位设计中大多依靠多年的地下水位监测资料或对场地整个区域的地质条件的熟悉,但这恰恰是许多单位所缺乏的。如何依靠现有的气象资料和勘察设计资料确定抗浮水位成为一个迫切需要解决的问题。本文针对这一问题选取某一坡地,分析影响该场地地下水位的影响因素和场地区域地质条件,采用Geo-Studio有限元计算软件分析不同降雨条件下缓坡坡体内渗流场的变化及降雨与地下水的补给关系;然后分析了同一降雨条件下不同坡度缓坡内渗流场的变化,最后在确定抗浮水位的情况下,计算缓坡地带地下室底板的地下水渗流情况。具体的研究工作如下:1.分析缓坡所处区域的地质特点、地下水的赋存形式及来源,确定了影响该区域地下水的主要因素是降雨;2.运用Geo-Studio二维有限元软件分析了不同降雨条件下缓坡内渗流场的变化及其地下水位线的变化,并分析了在降雨过程中随着降雨量、降雨强度、降雨时长的变化,坡面坡体内体积含水率和孔隙水压力的变化,研究了入渗雨水的运移规律。分析计算结果得出:降雨强度越大,容易在坡面形成径流,对坡面垂直深度影响较小,引起坡脚处地下水位上升的高度较小;降雨强度越小,降雨时间较长,雨水容易入渗坡体,入渗深度也越大,引起地下水位上升也较高;3.分析了在相同的降雨强度条件下不同坡度缓坡地下水位线的变化,计算结果表明:坡度越大,雨水越不易在坡面停留,对坡面的纵向影响深度越小,坡脚处地下水位线高度越低;4.利用确定的缓坡抗浮水位,计算了地下室在该水位并存在水头差的情况下,底板孔隙水压力的大小,并与采用改进阻力系数法公式计算结果对比,结果表明计算误差较小,该公式可用于计算该种情形下地下室底板的浮力大小。

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