渗流对边坡稳定性的影响_毕业论文(编辑修改稿)

渗流对边坡稳定性的影响_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

合理 、 科学。 当前应用较多的非确定性定量分析方法主要有 ： 经验方法 ， 数理统计方法 ， 信息模型法 ， 模糊数学评判法 ， 灰色系统方法 ， 模式识别方法 ， 非线性模型预 测法 ， 人工智能法等。 总之 ， 边坡稳定性分析是个复杂的课题 ， 在进行边坡稳定性分析时 ， 应综合运用多种分析方法 ， 结合己有的工程经验进行定量的和定性的分析 ， 只有将科学方法与工程经验相结合 、 才能更好的改进和完善各种分析方法 ， 使之更好地服务于工程实践。 第二章 渗流研究的现状 地下水在岩土空隙间的运动非常复杂 ， 研究起来非常困难 ， 为了方便研究 ， 人们就用一种假想水流来代替在岩石空隙运动的真实水流 ， 这种假想水流具有 以下性质 ：（ 1） 通过任一断面的流量与真实水流相等 ；（ 2） 在某一断面的水头 和压力与真实水流一样。 这一假想水流就称渗流。 纵观国内外的研究成果可以 发现 ， 渗流研究大致经历了以下三个阶段 ： 以实验研究为主的初级阶段 1856 年 ， 法国工程师达西 (HerriDarcy)通过实验提出了表示地下水运动的Darcy 定律 ， 开创了渗流研究的先河。 1863 年 以 Darcy 定律为基础研究了一维稳定流动和向水井的二维稳定流动 ， 以后 等研究了更复杂的渗流问题 ， 从而奠定了地下水稳定流理论的基础。 此后数十年 ,渗流理论一直沿着这条主线发展 ， 但这种理论不包括时间这个变量 ， 不能反映发展变化的地下水实际运动状态 ， 具有一定的局限性。 以解析法为主要研究手段的发展阶段 随着地下水开采量的越来越大 ， 人们发现地下水的运动状态表现出明显的随时间变化的特征 ， (1928)研究了地下水运动的不稳定性和承压含 水层贮水性质 ， (1935)在此基础上提出了地下水流向承压水井的非稳定流公式。 Theis 公式的出现开创了现代地下水运动理论的新纪元 ， 在 Theis 公式出现后的数十年内 ， 解非稳定流的解析法得到了很大发展 ， Buoltnon (1954)，(1967)， (1972)等进行了不同条件下地下水非稳定渗流的理论研究 ， 并各自推导出各种条件下地下水非稳定渗流运动的解析公式 ， 这些求解非稳定渗流的解析法不仅是对 TheiS 公式的推广 ， 而且建立了越流理论和潜水含水层中非稳定渗流理论。 以数值模拟为主的高级阶段 在二十世纪五十年代至六十年代前期 ， 以电网络模拟为代表的模拟技术发 展起来 ， 成为解决大范围含水层系统的有力工具 ， 但随着电子计算技术的进步 ， 数值模拟逐渐取代电网络模拟成为主要的模拟手段 ， 与电网络模拟相比 ， 数值 模拟不仅易于处理电网络模拟不易处理的潜水流问题和无法处理的溶质运移问 题 ， 而且其本身就具有很大的通用性。 数值方法发展到今天 ， 其常用的方法有 有限元法 、 边界元法 、 有限差分法等等。 第三章 渗流作用下 边坡稳定性研究现状 目前国内外针对考虑渗流作用下的边坡稳定性分析作了大量的研究工作。 赵尚毅 ,郑颖人 （ 20xx） 采用有限元强度折减法进行了边 (滑 )坡的稳定性分析 ，但计算中忽略了地下水渗流作用的影响 ； 丰定祥 (1990)提出在考虑渗流影响作用下的边坡稳定性分析中 ， 一般应采用基于渗流力合力作用效果的 “ 替代容重法 ”。 之后考虑渗流作用的边坡应力 变形关系的有限元数值模拟技术发展起来 ， 并出现了一些新方法 ， 如张孟喜 (1991)提出了有限元追踪法 、 邵龙潭 (1997)提出了水流边坡稳定法 、 毛赵熙 (20xx)提出了圆弧有限元法等 ； 童富果 (20xx)提出在一定的渗流场下 ,可以将渗流场产生的渗透力作为荷载 ， 分析 坡体的应力场 ， 进而评价坡体稳定性 ； 田杰 (20xx)认为由于坡体应力场的存在和改变导致多孔介质的孔隙率发生改变 ， 从而导致其渗透系数变化 ， 进而对渗流场产生影响 ， 而渗流场产生的渗透压力又直接影响了应力场 ， 因此基于比奥固结理论分析了渗流场 应力场的 耦合 作用。 国外在渗流对边坡稳定性的研究也产生了一些成果。 (1999)研究了浸润面与库水位作用下的边坡稳定性 ， 采用自编程序 ， 应用有限元强度折减 ,通过算例计算得到的边坡安全系数与传统方法计算得到的安全系数基本一致 ， 但未能显示滑裂一面。 Sammoril(1991)等人对渗流方程采用 Richard 方程 ， 提出了稳定性分析采用的简化 Bishop 法。 第四章 渗流的计算 求解边坡的渗流场 ， 必须选择合适的渗流模型 、 渗流参数、边界条件及相应的计算方法。 边坡的渗流呈非线形的特征。 基于渗透理论 ， 综合考虑各种因素的影响 ， 国内外学者在渗流的计算模型、渗透系数、渗流数值模拟和力学、变形与渗流等方面的研究取得了大量的研究成果 ， 可概括为渗流模型、渗流计算、应力场和渗流场耦合作用、渗流自由面以及渗透系数分析等 5 个方面。 渗流模型 求解渗流场 ， 首要确定渗流过程的控制方程 ， 建立合理的地下水渗流模型 ，其可分为物理模型和数学模型两类。 物理模型 1） 岩质边坡渗流物理模型 岩质边坡渗流模型有两种趋势 ： 一是认为裂隙岩体为一种具有连续介质性质的物质 ； 二是忽略岩块的孔隙系统 ， 把岩体看成单纯的按几何规律分布的裂隙介质。 渗流模型有等效非连续介质模型、等效连续介质模型和孔隙 裂隙双重连续介质模型三类。 等效非连续介质模型亦称离散模型 ， 忽略了岩块的孔隙系统 ， 把岩体视为简单的裂隙介质 ， 用裂隙水力参数或几何参数来表征裂隙岩体内渗透空间结构的具体布局。 这些水力参数由现场水文地质试验提供 ， 几何参数现场确定。 该模型可分为 Montecarlo模型、裂隙水力学模型和典型裂隙面模型。 离散模型是应用最广的一种模型 ， 但难于用于进行复杂的三维渗流分析。 连续介质模型认为岩石孔隙介质和裂隙网络均匀分布于整个研究域内 ， 裂隙岩体表现出与多孔连续介质相似的渗透特性 ， 水头随空间点连续分布 ， 渗流场的求解以渗透张量为基础。 该模型在进行分析域的宏观渗流分析中具有很好的优越性 ， 一般当裂隙岩体中岩块尺寸为工程结构物尺寸的 1/ 20~ 1/ 50时可视裂隙岩体为连续介质 ， 但理论上有待进一步研究。 双重介质模型的基本假定是裂隙 岩体中孔隙、裂隙分布均匀 ， 即在微元体中 ，孔隙与裂隙体积之比保持不变 ， 认为裂隙岩体由孔隙性差而导水性强的裂隙系统和孔隙性好而导水性差的岩块孔隙系统共同构成的连续介质。 该模型对裂隙和孔隙系统作了许多特殊的简化假定 ， 其客观性大大降低 ， 尚未达到实际应用的程度。 黎水泉提出了一种考虑介质参数随压力变化的双重裂隙介质非线性渗流模型 ； 王恩志在忽略岩块渗透性的前提下。 建立了由管状线单元、缝状面单元和带状体单元组合而成的三维裂隙网络渗流数值模型。 2） 土质边坡渗流物理模型 考虑土体性质的差异可分为砂性土边坡、粘性土边坡、土石混合 边坡、软土边坡及黄土边坡。 渗流计算中一般都将土体看成是多孔介质进行分析。 数学模型 将特定边坡渗流的基本方程式和定解条件结。