本项目以降雨条件下非均质土坡为研究对象,针对成层、含软弱夹层和裂隙的土质边坡,揭示其在降雨条件下的变形破坏机理。以离心模型试验为主要研究手段,着重探讨降雨条件下降雨条件下非均质土坡入渗-变形-破坏的基本规律、影响因素和物理机制。本项目研究取得了了以下成果: (一)可模拟非均质土坡降雨的离心模型试验及测量技术:在清华大学50g-t土工离心模型试验机中开发并改进场降雨设备和制样技术,形成科学有效的成层土、软弱夹层和裂隙模拟方法。目前已形成了一套科学有效的试验方法,能够满足研究中模拟降雨条件下含软弱夹层和含裂隙典型非均质土坡的需要。 (二)系统降雨条件下非均质土坡离心模型试验:完成了17组离心模型试验重点研究含软弱夹层、含裂隙边坡和成层土边坡的三类典型非均质土坡模型。其中,含软弱夹层土坡试验探讨了软弱夹层位置和层数影响,含裂隙土坡试验考虑了雨强和裂隙方向,成层土坡试验主要用于探讨黏性土-砂土层相互影响。 (三)非均质土坡在降雨条件下的变形与破坏机理:基于试验结果归纳了不同非均质土坡在降雨条件下变形和破坏产生发展的规律和过程,对比不同条件的非均质土坡破坏模式。在非均质黏性土边坡中,将变形的发展与土体吸力变化联系,利用入渗-变形的一致性规律揭示非均质黏土边坡的破坏机理;在成层土边坡中,探讨了黏性土层和砂土层的相互作用与影响。 (四)渗作用对边坡和支护措施的影响:开展了入渗条件下带有支护挡墙的土质陡边坡变形破坏的离心模型试验,分析了渗流作用下陡边坡与支护结构相互作用规律。 (五)入渗作用下边坡稳定性分析方法:通过渗流有限元分析计算得出土坡的渗流场,将该渗流场得出的浸润性等信息导入到边坡稳定分析软件中,综合计算入渗条件下边坡的稳定性。 2100433B