降雨特性对非饱和土边坡稳定可靠性的影响研究

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1、降雨特性对非饱和土边坡稳定可靠性的影响研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：秦文涛指导教师：陈朝晖教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月AnalysisontheInfluenceofRainfallCharacteristicsontheStabilityReliabilityofUnsaturatedSlopeAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringBy

2、QinWentaoSupervisedbyProf.ChenZhaohuiSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要边坡失稳是常见的自然灾害。近年来，由于降雨导致的滑坡灾害时有发生，威胁着人民的生命财产，深入研究降雨特性对边坡失稳的影响规律对于预测和预防滑坡有重要的指导意义。另外，天然土体由于沉积和后沉积过程、荷载历史条件、物理风化过程、化学风化过程以及自然搬运等作用，导致土体物理力学参数呈现出空间变异性

3、，因此考虑土性参数空间变异性对边坡稳定性进行评价更符合实际。降雨条件下，边坡丧失稳定性从根本上来说是由于孔隙水压力升高，基质吸力减小，从而抗剪强度下降。本文采用扩展的非饱和土Mohr-Coulomb抗剪强度理论以考虑基质吸力对边坡稳定的影响，采用VanGenuchten模型拟合土-水特征曲线。本文基于Geostudio软件建立雨水入渗边坡的分析模型来研究边坡失稳的物理过程，然后利用这种分析模型进行相关参数的研究分析，并采用MATLAB和C#分别编制了基于拉丁超立方抽样的中点法离散随机场以及Geostudio参数设置文件替换程序，分析研究降雨条件下随机场特性对边坡

4、稳定可靠指标的影响。本文分析表明：①在降雨入渗影响下，边坡的抗剪强度降低，安全系数减小，稳定可靠指标降低。降雨强度、降雨持时、降雨雨型以及不同饱和渗透系数的土层分布对边坡稳定性有显著影响。②基于随机场模型的边坡稳定可靠指标随着抗剪强度参数与饱和渗透系数水平和竖直相关距离的增大而减小；其中，抗剪强度参数竖直相关距离对稳定可靠指标的影响要大于水平相关距离的影响；且可靠指标随着参数相关性、变异性的增大而减小。本文算例中，以随机变量模型计算得到的可靠指标要小于以随机场模型计算得到的可靠指标。③c的随机场分布对滑坡形状的影响大于随机场分布对滑坡形状的影响。关键词：土质边

5、坡，安全系数，可靠指标，随机场，相关距离I英文摘要ABSTRACTThelandslidesarecommonnaturaldisasters.Inrecentyears,theyhavedbeencausedbyrainfallhappenedfromtimetotome,causedthepeople'slifeandpropertygreatdamage.Studyingtherainfallcharacteristicshowinfluencesonslopestabilityhasanimportantguidingsignificanceforthe

6、predictionandpreventionoflandslide.Inaddition,becauseofnaturalsoilsafterdepositionanddepositionprocess,loadhistoricalconditions,physicalweatheringprocesses,Chemicalweatheringprocessesandnaturalhandling,theseleadtophysicalandmechanicalparametersofsoilpresentsspatialvariability.Underth

7、econditionofrainfall,slopeslossstabilityarefundamentallyduetoporewaterpressureincreasing,thematrixsuctiondecreasing,andthustheshearstrengthdeclines.Inthispaper,usetheextensionofunsaturatedsoilMohr-CoulombshearstrengththeorytoconsidertheeffectofmatrixsuctionontheslopestabilityanduseVa

8、nGenuchtenmo