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干湿循环对边坡动力稳定性的影响及模拟.docx
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2023-02-23
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干湿循环对边坡动力稳定性的影响及模拟.docx
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摘要
外界水力条件变化造成的干湿循环作用叠加库区频发微震,对库岸边坡稳定性的影响值得开展研究。
采用室内干湿循环模拟、动三轴试验模拟和数值分析相结合的方法,获取了土样在经历多次干湿循
环后的强度变化和动力特性关系曲线,并嵌入 Geo-studio 软件的 QUAKE/W 模块,模拟了干湿
循环次数和振动对某堆积体边坡地下水位线及前缘坡脚稳定性的影响。研究结果表明,干湿循环对
土体孔隙结构和尺寸的影响直接弱化了土体的黏聚力和动力特性,低频振动造成的地下水位线升高
也直接导致坡体基质吸力的衰减和抗剪强度的降 低,二者耦合作用下边坡稳定系数降低幅度达到
20%以上。该成果丰富了水对边坡影响机理的研究思路,可为库岸边坡稳定性预测提供借鉴。
Abstract
The cyclic drying-wetting effect can be induced from the change of external
hydraulic conditions, and the micro-earthquake always occurred in the reservoir
area. The coupling effects of cyclic drying-wetting and micro-earthquake on the
slope stability are deserved deep research. By combining indoor simulations of
wetting-drying process, dynamic tri-axial test and numerical analysis in this paper,
it can be obtained that the change of shear strength and dynamic characteristics
curves of soil samples with different drying-wetting cycle times, and the effects of
cycle times and vibration on the ground water level and slope stability can be
simulated by embedding the QUAKE/W module of Geo-Studio software. From those
researches, the cohesion and dynamic characteristics of soils will be weaken due to
the influence of cyclic drying-wetting on pore structure and pore size, and the
matric suction and shear strength will be reduced due to the rising of ground water
level induced by low-frequency vibration, and the slope safety factor will decline
more than 20 percent due to the coupling effect of cyclic drying-wetting and micro-
earthquake. The results enrich the ideas of the influence mechanism of water on
slope, and can provide reference for the stability prediction of reservoir bank slope.
译
关键词
干湿循环; 孔隙结构; 动三轴试验; 动力特性; 边坡稳定系数
Keywords
cyclic drying-wetting; pore structure; dynamic tri-axial test; dynamic
characteristics; slope stability factor
译
雨水入渗是边坡失稳的主要诱发因素,而降雨-蒸发交替作用造成岩土体的干湿循环对其物理力学
特性的影响更是不可小视。研究发现:干湿循环作用最主要的影响是造成岩土体的裂隙发育和孔隙
结构变化
[ 1-3]
,继而导致其长期强度和变形模量大幅衰减
[ 4 , 5]
、渗透性
[ 6 ]
和压缩性
[ 7 ]
逐渐增大、
应力应变关系
[ 8, 9]
和持水性能
[ 10, 1 1]
发生不可逆的变化。
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