泾阳南塬黄土滑坡影响因素及可靠度分析

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1、分类号：TU410710-2015221007专业硕士学位论文泾阳南塬黄土滑坡影响因素及可靠度分析郭媛媛导师姓名职称梁燕副教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学InfluencingFactorsandReliabilityAnalysisofLoessInSouthJingYangPlateauAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GuoYuanyuanSupervisor：Vice-Prof.LiangyanChang’anUniver

2、sity,Xi’an,China本文受973国家基础研究项目（2014CB744701）专题“黄土结构性与水敏性的互馈作用及其致灾力学机制（2014CB744701-2-1）”，国家自然科学基金项目（41172256）“考虑地表水沿裂缝浸入作用的黄土斜坡稳定性研究”资助。摘要陕西泾河下游南岸黄土塬区常年发生不同规模的滑坡事故，造成的人员伤亡和经济损失非常严重。传统的斜坡评价方法即安全系数法明显具有单一性，无法将众多影响因素考虑在内，而可靠性理论在概率论的基础上对安全系数法进行了很好的发展和补充，因此本文在泾阳南塬黄土斜坡可靠度分析方面做了一些初步的探索性工作。首先对斜坡稳定性的影响因素作出简要

3、分析，然后在土-水特征曲线试验和非饱和土的三轴试验的基础上，通过Geo-Studio系统软件采用MonteCarlo法对斜坡可靠度进行概率计算。根据不同堆土坡高、堆土坡角和地下水位埋深情况下的黄土斜坡破坏概率以及可靠性指标，评价斜坡的稳定性。本文的主要内容与结论如下：(1)归纳了影响黄土斜坡稳定性的几个主要因素。内部因素如容重、粘聚力、内摩擦角，以及坡高、坡角、地下水位的埋深等，其中土体参数如内摩擦角和粘聚力是主要的影响因素；外部因素如地震、灌溉，气候降雨等，其中最重要的因素为水，在泾阳南塬主要体现为降雨和大面积的农田灌溉，造成地下水位的抬升引起滑坡。(2)选取位于坡脚处L9土层制作13组环刀

4、试样，采用滤纸法分别测定增湿和减湿两种路径的土-水特征曲线（即SWCC）。分析可知基质吸力均随土样体积含水率的增加逐渐减小；减湿曲线位于增湿曲线上部，体现出SWCC的滞后特性，并对该现象进行了简要分析说明。(3)采用VG模型对数据点进行拟合并得到SWCC相关的拟合参数。根据非饱和渗透性系数模型分别对增湿和减湿过程中的非饱和渗透系数进行估算，得到L9土层的非饱和渗透系数与基质吸力间的关系曲线。(4)利用TFB-1型非饱和土三轴试验仪进行了控制吸力的CD试验。经过分析可得出，应力-应变的关系曲线由应变软化型转为弱应变软化型，峰值逐渐不明显，并且呈现逐渐减小的变化趋势。(5)根据Fredlund抗剪

5、强度理论分析了引申的三维Mohr-Coulomb破坏包面和应力点包面的特点，并从?和(?−?)关系曲线中计算得出??=13.06°，然后结合已有资料??得出L9土样的非饱和土抗剪强度公式。(6)采用MonteCarlo法在Geo-Studio软件中的Slope/W模块对斜坡可靠度进行分析。I结果表明：堆土坡角从40°降低为30°时，破坏概率明显降低，安全性明显提高，当堆土坡角继续减小，则破坏概率的变化变缓。(7)堆土坡高，堆土坡角和地下水位的埋深等三种因素引起的斜坡破坏概率的变化幅度有差异，按照影响程度由大到小的顺序排列依次为地下水位的埋深，堆土坡高和堆土坡角。(8)在本次试验方案中，当堆土坡

6、高为20m，堆土角度为40°，地下水位埋深在4m以上时，斜坡处于低危险状态；其余的六工况下斜坡均处于稳定状态，可以在一定程度上为黄土斜坡稳定性预测和评价提供参考依据。关键词：黄土，斜坡稳定性，因素，土-水特征曲线，非饱和三轴试验，MonteCarlo法，破坏概率，可靠度IIAbstractLandslideaccidentsofdifferentscaleoccuryearroundintheloessareaonthesouthbankofthelowerreachesofJingheRiverinShanxi,theresultingcasualtiesandeconomiclossesa

7、reveryserious.Thetraditionalmethodofevaluatingslopes,thatis,thesafetyfactormethod,isobviouslymonotonous,anditisimpossibletotakeintoconsiderationnumerousfactors.Onthebasisofprobabilitytheory,thereliabi