低含水率砂土边坡离心模型试验与数值模拟.pdf

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1、第33卷第9期2016年9月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．33No．9Sep．2016doi：10．3969／j．issrr1002—0268．2016．09．007低含水率砂土边坡离心模型试验与数值模拟方薇1’2，周志剐1，彭锦艺1(1．长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004；2．道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心，湖南长沙410004)摘要：针对低含水率砂土边坡失稳过程中的应力应变场演

2、变过程和水分迁移规律，采用离心模型试验与数值模拟相结合的方法进行研究。此外，分析了低含水率砂土似黏聚力的产生原因，提出了其计算方法，并阐明了低含水量非饱和砂土抗剪强度出现峰值效应的机理。研究表明：各模型均呈浅表层崩塌，对应的失稳破坏离心加速度值分别为24．69，44．39和40．09。随着离心加速度增加，应力梯度增大，剪应变从靠近坡脚处向坡顶逐步发展，最终在坡体内形成了塑性贯通的滑裂面，边坡发生滑动失稳。离心试验后水分明显向坡体深处转移，浅部含水量在残余含水量附近波动。当土水特征曲线拟合参数与基质吸力二者

3、满足一定关系式时，低含水率砂土的似黏聚力将出现极大值。关键词：道路工程；砂土边坡；离心试验；水分迁移；低含水率中图分类号：U416．1+4文献标识码：A文章编号：1002—0268(2016)09—0038—08CentrifugalModelTestandNumericalSimulationofSandySlopewithLowMoistureFANGWeil”，ZHOUZhi．gan91，PENGJin．yil(1．SchoolofTrafficandTransportationEngineerin

4、g，ChangshaUniversityofScience＆Technology，ChangshaHunan410004，China；2．EngineeringResearchCenterofCatastrophicProphylaxisandTreatmentofRoad＆TrafficSafetyofMinistryofEducation．ChangshaHunan，410004，China)Abstract：Byadoptingcentrifugalmodeltestandnumericalsimu

5、lation，thedevelopmentandtheregularityofmoisturemigrationofstress—strainfieldduringfailureofsandyslopewithlowwatercontentisstudied．Additionally，thecauseof“apparentcohesion”oflowwatercontentsandisanalyzed，itscalculationmethodissuggested，andthemechanismofpea

6、keffectofshearstrengthinunsaturatedsandwithlowwatercontentisclarified．Theresearchshowsthat(1)allmodelspresentsuddenshallowcollapse，andthecorrespondingunstablefailurecentrifugalaccelerationvaluesare24．69，44．39and40．Ogrespectively；(2)withtheincreaseofcentri

7、fugalacceleration，stressgradientbecamehigher，shearstraindevelopedfromslopefoottowardstopandfinallyformedslipsurfacewithrun—throughplasticzoneintheslope；(3)aftercentrifugaltest，watertransferreddownwarddistinctly，andshallowsandlayerremainedata“residualmoist

8、ure”；(4)whenthefittingparametersofsoil—watercharacteristiccurveandthematricsuctionsatisfiescertainequations，the“apparentcohesion”oflowwatercontentsandwouldreachamaximumvalue．Keywords：roadengineering；sandyslope；centr