基质吸力.pptx
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2022/10/7,降雨入渗对边坡稳定性影响研究StudyonInfluenceofRainfallInfiltrationonSlopeStability,2022/10/7,1.问题的提出,土质边坡稳定性计算的传统方法是用饱和土体强度理论,结果有失精确性,而且土质边坡大部分为非饱和区,不能忽略基质吸力的作用。
基质吸力能增加土体的抗剪强度,而非饱和土体随着含水率的不同,其基质吸力也会发生变化,从而使得土体的抗剪强度指标发生变化,边坡稳定性受到影响。
2022/10/7,2.基本理论,Bishop非饱和土体强度公式其中,是一系数,取决于土体饱和度、土类、干湿循环以及加载和吸力的应力路线。
对于低塑性土,如砂土,可用饱和度Sr代替。
2022/10/7,=c+(-ua)+(ua-uw)tan,2.基本理论,Fredlund双应力状态变量公式(平均骨架应力的思想)其中,是由非饱和土体负孔隙水压力(基质吸力)所产生的附加内摩擦角,可由非饱和土三轴仪测得。
2022/10/7,=c+(-ua)tan+(ua-uw)tan,2.基本理论,基质吸力非饱和土的孔隙中不但充填有水,而且还有空气,水气分界面(收缩膜)具有表面张力,在非饱和土中,孔隙气压力与孔隙水压力不相等,并且孔隙气压力大于孔隙水压力,收缩膜承受着大于水压力的空气压力,这个压力差值称为基质吸力。
2022/10/7,2.基本理论,基质吸力(基于毛细模型)平面P外=P内凹面P外P内故存在压差P,使得P外=P内+P,2022/10/7,2.基本理论,基质吸力(基于毛细模型)Young-Laplace公式:
P=(1/r1-1/r2)其中,P为弯液面两侧压差,为表面张力,r1r2为弯液面两个正交方向的曲率半径。
2022/10/7,2.基本理论,基质吸力量测方法:
张力计法,滤纸法,热电阻法,压力陶瓷法,吸力平板仪法。
2022/10/7,2.基本理论,理论解释1三粒子吸力模型四粒子吸力模型,2022/10/7,3.研究现状,研究思路2:
含水率吸力(场)抗剪强度(场)边坡稳定非饱和土体抗剪(总)强度指标随含水率变化的规律研究杨和平3:
对非饱和膨胀土进行直剪实验,得出lgc=-aw+b,lg=-cw+d。
李金玉1:
对残积土进行剪切试验,得出:
2022/10/7,3.研究现状,内摩擦角基本保持不变,lgc=Aw+B,c=E+Fu龚壁卫4:
土体脱湿-吸湿过程不重合,故同一基质吸力对应含水率有可能不同。
边坡稳定性研究要注重干湿循环效应。
姚海林5:
对于膨胀土边坡,降雨对稳定系数的影响存在临界雨强,干缩裂隙在渗透性小于降雨强度时,对边坡渗流场影响不大。
2022/10/7,4.本文研究的内容,利用室内降雨模拟系统,对模型边坡进行模拟降雨,并利用吸力检测系统对模型各断面吸力变化进行检测记录。
实验控制变量:
边坡角度,降雨强度,降雨持时。
2022/10/7,4.本文研究的内容,2022/10/7,边坡模型断面及传感器的位置布置图,4.本文研究的内容,2022/10/7,25边坡ABD断面处测点基质吸力随降雨持时变化图,4.本文研究的内容,2022/10/7,25边坡在1.16mm/min降雨条件下各埋深处测点沿程基质吸力值,4.本文研究的内容,2022/10/7,
(1)在同一降雨强度下,随着流程的增加,边坡各断面测点基质吸力随着雨水的渗入,都逐渐减小,且各测点沿着流程前12h,基质吸力下降较快,后12h下降减慢;在同一断面,基质吸力后12h较前12h递减值大,其中,坡脚处变化较为剧烈。
降雨强度增大,各递减值增大。
4.本文研究的内容,2022/10/7,
(2)同一断面,随着测点深度的增加,基质吸力受降雨的影响逐渐减弱,基质吸力递减值减小。
4.本文研究的内容,2022/10/7,本文可以继续研究的内容:
(1)降雨导致的水力冲蚀,对降雨入渗,边坡稳定的影响(结合降雨侵蚀)。
(2)在干湿循环效应下,降雨侵蚀的发展以及边坡稳定的变化。
(3)级配不同的土,与边坡稳定性的关系。
参考文献,2022/10/7,1李金玉,杨庆,孟长江.非饱和抗剪强度指标c、值与含水率w的关系J.岩土工程技术,2010,24(5).2杨和平,张锐,郑健龙.非饱和膨胀土总强度指标随饱和度变化规律J.土木工程学报,2006,39(4):
58-62.3姚海林,郑少河,李文斌,等.降雨入渗对非饱和膨胀土边坡稳定性影响的参数研究J.岩石力学与工程学报,2002,21(7):
1034-1039.4龚壁卫,周小文,周武华.干-湿循环过程中吸力与强度关系研究J.岩土工程学报,2006,28
(2):
207-209.,
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