膨脹土地區(qū)坡改梯筑坎穩(wěn)定性及PP織物袋膨脹壓力控制技術(shù)研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)UDC密級(jí)學(xué)號(hào)1308140825碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文膨脹膨脹土地區(qū)坡改梯筑坎地區(qū)坡改梯筑坎穩(wěn)定性穩(wěn)定性及PP織物袋織物袋膨脹膨脹壓力控制壓力控制技術(shù)研究技術(shù)研究張媛學(xué)科名稱(chēng)：稱(chēng)：巖土工程巖土工程學(xué)科門(mén)類(lèi)：類(lèi)：工學(xué)指導(dǎo)教師：師：李榮建李榮建教授教授申請(qǐng)日期：期：2016年3月膨脹土地區(qū)坡改梯筑坎穩(wěn)定性及PP織物袋膨脹壓力控制技術(shù)研究張媛西安理工大學(xué)摘要I論文題目：論文題目：膨脹膨脹土地區(qū)坡改梯筑坎地區(qū)坡改梯筑坎穩(wěn)定性穩(wěn)定性及P

2、P織物袋織物袋膨脹膨脹壓力控制技術(shù)研壓力控制技術(shù)研究學(xué)科專(zhuān)業(yè)：巖土工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)：巖土工程研究生：生：張媛張媛簽名：簽名：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：李榮建李榮建教授教授簽名：簽名：摘要膨脹土地區(qū)梯田建設(shè)是一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)舉措，陜南膨脹土分布廣泛，而其不良特性是導(dǎo)致筑坎梯地破壞的主要原因。一方面，膨脹土梯地雨水入滲會(huì)導(dǎo)致梯田中膨脹土發(fā)生體積膨脹，可能導(dǎo)致梯地筑坎失穩(wěn)破壞；另一方面，筑坎PP織物袋袋內(nèi)膨脹土降雨時(shí)吸水膨脹并產(chǎn)生膨脹力可能使坎面鼓脹

3、、袋體脹破，從而導(dǎo)致筑坎坎墻的傾覆坍塌。因此研究非飽和膨脹土強(qiáng)度及膨脹力大小，正確評(píng)價(jià)筑坎梯地的穩(wěn)定性，控制PP織物袋內(nèi)膨脹壓力，對(duì)膨脹土地區(qū)坡改梯筑坎建設(shè)具有重要研究意義。本文首先基于非飽和土強(qiáng)度理論研究了坎墻的土壓力狀況；然后結(jié)合分層解析和ABAQUS有限元軟件分析了降雨入滲過(guò)程中墻后填土逐層飽和時(shí)坎墻的失穩(wěn)條件；最后，針對(duì)坎面鼓脹、袋體脹破的破壞問(wèn)題，提出了PP織物袋內(nèi)膨脹壓力控制技術(shù)。得到結(jié)論：1）利用課題組研制的可控制飽和的膨

4、脹土膨脹力測(cè)試裝置，進(jìn)行了最大膨脹力實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明初始含水量越低的土樣，在浸水達(dá)到飽和時(shí)其產(chǎn)生的膨脹力越大。抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，膨脹土的抗剪強(qiáng)度隨含水量的增大而減小。2）通過(guò)對(duì)PP織物袋坎墻及其填土坎坡進(jìn)行解析計(jì)算可知，當(dāng)降雨入滲逐層達(dá)到飽和時(shí)，PP織物袋坎墻后頂部填土在產(chǎn)生膨脹力但不產(chǎn)生位移釋放時(shí)，這時(shí)膨脹力會(huì)使坎墻發(fā)生失穩(wěn)破壞；當(dāng)墻后填土降雨入滲飽和深度范圍在1.0m~1.2m時(shí)，墻后膨脹土膨脹力釋放、發(fā)生體積膨脹時(shí)，過(guò)大的位移可

5、能會(huì)使坎墻發(fā)生傾覆破壞；降雨過(guò)程中膨脹土裂隙性可能使得填土中間部分吸水膨脹，使坎墻中部鼓脹而可能發(fā)生破壞。3）基于溫度場(chǎng)等效模擬降雨誘發(fā)膨脹力的觀點(diǎn)，通過(guò)ABAQUS有限元軟件對(duì)PP織物袋坎墻及其填土坎坡進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，評(píng)價(jià)了PP織物袋坎墻后膨脹土填土含水量逐層達(dá)到飽和時(shí)膨脹土產(chǎn)生的膨脹力推動(dòng)坎墻發(fā)生位移及坎墻發(fā)生倒塌的條件。軟件模擬中考慮了豎向膨脹變形，因此比只考慮水平膨脹變形的分層解析法更接近實(shí)際情況，故而得出的降雨入滲破壞深度