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根系和裂隙对土体水力和力学特性影响数值模拟 被引量:21
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作者 吴美苏 周成 +1 位作者 王林 谭昌明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期519-526,534,共9页
为探究根系和裂隙对土体水力及力学特性的影响,利用有限元软件计算降雨过程中裂隙和根土间隙对渗流场的影响,并以渗流计算结果为基础,分析降雨对根系固土作用的影响,采用分区强度折减法对降雨前后根-土复合体进行直剪试验模拟,同时考虑... 为探究根系和裂隙对土体水力及力学特性的影响,利用有限元软件计算降雨过程中裂隙和根土间隙对渗流场的影响,并以渗流计算结果为基础,分析降雨对根系固土作用的影响,采用分区强度折减法对降雨前后根-土复合体进行直剪试验模拟,同时考虑了侧根倾角的影响。结果表明,裂隙和根土间隙为雨水入渗提供优先通道,降雨影响深度随裂隙深度增加而增加;有根系时降雨影响深度由主根深度决定,侧根倾角对其影响较小,考虑根土间隙影响的降雨影响深度相较于无根系工况增加了93.3%;根系能显著提高土体的抗剪强度,相对于垂直主根方向的不同倾角,侧根增加土体抗剪强度由大至小依次为60o、45o、30o侧根和无根系;雨水入渗降低了土体强度,同时削弱了根系固土作用,使得降雨后根-土复合体抗剪强度大幅降低,是许多植被覆盖边坡仍发生浅层滑动原因之一。 展开更多
关键词 根-土复合体 裂隙 根土间隙 优先流 力学加筋 数值计算
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香根草加固不同含水率膨胀土的侧限膨胀和直剪试验 被引量:21
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作者 周成 路永珍 黄月华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期30-35,共6页
针对初始含水率不同的膨胀土,开展了侧限膨胀试验和直剪试验,分别测定有、无香根草根系的试样在不同初始含水率时的膨胀力和抗剪强度指标。分析表明香根草根系能够减小膨胀力和增加抗剪强度。试验结果可以启发我们:对于具有一定饱和度... 针对初始含水率不同的膨胀土,开展了侧限膨胀试验和直剪试验,分别测定有、无香根草根系的试样在不同初始含水率时的膨胀力和抗剪强度指标。分析表明香根草根系能够减小膨胀力和增加抗剪强度。试验结果可以启发我们:对于具有一定饱和度的膨胀土边坡,在有降雨的情况下香根草根系可以作为一种柔性加固方法帮助边坡控制膨胀变形和释放膨胀力。 展开更多
关键词 膨胀土 香根草根系 根系固土 初始含水率 柔性加固
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裂隙膨胀土边坡模型降雨变形破坏过程数值分析 被引量:6
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作者 杨文琦 周成 +1 位作者 王林 谭昌明 《水利与建筑工程学报》 2018年第6期117-122,共6页
为研究多裂隙膨胀土边坡在降雨浸水作用下变形及滑动破坏特征,对裂隙膨胀土边坡在降雨浸水条件下滑坡的离心模型试验进行计算对比分析;并利用放大裂隙侧向水压力法近似模拟膨胀力的作用,分析探讨在不同降雨历时和降雨强度下,不同的膨胀... 为研究多裂隙膨胀土边坡在降雨浸水作用下变形及滑动破坏特征,对裂隙膨胀土边坡在降雨浸水条件下滑坡的离心模型试验进行计算对比分析;并利用放大裂隙侧向水压力法近似模拟膨胀力的作用,分析探讨在不同降雨历时和降雨强度下,不同的膨胀土边坡裂隙的分布位置和深度、膨胀力的大小等对边坡的变形破坏过程及稳定安全系数变化的影响规律。结果表明:膨胀土边坡的破坏由坡脚开始,随着降雨历时的增加逐渐向坡顶发展,最终表现出坡脚膨胀隆起、坡顶塌陷的破坏特征。同时,膨胀力是分析膨胀土边坡稳定性问题不可忽略的因素,不考虑膨胀力时往往会高估膨胀土边坡的稳定性;膨胀土边坡的安全系数受降雨强度、降雨历时影响较大;坡中存在裂隙的膨胀土边坡比坡顶存在裂隙的膨胀土边坡更危险。 展开更多
关键词 裂隙 膨胀土边坡 离心模型试验 变形特征 滑动破坏
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降雨中有植被覆盖土坡大孔隙结构对边坡稳定性的影响 被引量:11
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作者 黄月华 周成 李红梅 《水利与建筑工程学报》 2018年第3期132-137,共6页
降雨时,植被覆盖边坡表层土体中存在的大孔隙结构致使雨水快速入渗到根系底部,如果下层土体的渗透性较差,就会造成有植被覆盖土体中的顺层渗流和上层滞水现象。通过具有双进气压力值的SWCC曲线和渗透系数曲线来表征有植被土体中的孔隙... 降雨时,植被覆盖边坡表层土体中存在的大孔隙结构致使雨水快速入渗到根系底部,如果下层土体的渗透性较差,就会造成有植被覆盖土体中的顺层渗流和上层滞水现象。通过具有双进气压力值的SWCC曲线和渗透系数曲线来表征有植被土体中的孔隙结构对土坡水力性能的影响。数值分析结果表明了这一做法的合理性,同时据此对降雨条件下大孔隙结构的增渗作用对边坡的稳定性进行初步探究:与无植被覆盖的边坡进行对比,发现植被根系的力学加固作用被大孔隙结构增渗作用所掩盖的"临界时刻"会随着降雨强度的增加而逐渐趋于某一定值,而该固定值与边坡表层土体中的大孔隙结构的饱和渗透系数有关;同时"临界时刻"会随着大孔隙影响深度的增加而线性地增加。计算分析结果可为CBS护坡系统排除降雨滞水的计算与设计提供参考。 展开更多
关键词 有植被土坡 大孔隙结构 SWCC曲线 根系固土 降雨滞水 降雨滑坡
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膨胀土边坡中CBS防护系统的计算模拟 被引量:6
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作者 黄月华 周成 李红梅 《水利与建筑工程学报》 2017年第5期82-87,共6页
应用于干旱半干旱地区的CBS防护系统采用渗透系数较小、体积含水率较大的细粒土和渗透系数较大、体积含水率较小的粗粒土,构建具有毛细阻滞效果的储水和输水系统,能够有效地拦截和输导地面雨水,进而起到坡体安全防护和环境美化的作用。... 应用于干旱半干旱地区的CBS防护系统采用渗透系数较小、体积含水率较大的细粒土和渗透系数较大、体积含水率较小的粗粒土,构建具有毛细阻滞效果的储水和输水系统,能够有效地拦截和输导地面雨水,进而起到坡体安全防护和环境美化的作用。通过数值分析发现该种防护结够能够有效控制膨胀土边坡中的降雨入渗,减小坡体中部以上次生裂隙的产生,并提高膨胀土边坡的稳定性。 展开更多
关键词 膨胀土边坡 水份控制 毛细阻滞作用 防护结构 稳定分析
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降雨优先流下竖向加筋的膨胀土边坡变形破坏机理研究 被引量:4
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作者 曾红艳 杨文琦 +1 位作者 周成 谭昌明 《水利与建筑工程学报》 2020年第3期209-214,共6页
为了探究降雨入渗引起的膨胀土边坡变形破坏机理,利用GeoStudio有限元软件,分别用砂井和竖向植筋带模拟裂缝的优先流,对降雨工况下的膨胀土边坡进行计算和对比分析,同时还研究了在不同竖向植筋带长度、设置间距等影响因素下膨胀土边坡... 为了探究降雨入渗引起的膨胀土边坡变形破坏机理,利用GeoStudio有限元软件,分别用砂井和竖向植筋带模拟裂缝的优先流,对降雨工况下的膨胀土边坡进行计算和对比分析,同时还研究了在不同竖向植筋带长度、设置间距等影响因素下膨胀土边坡的变形破坏特征。结果表明:竖向植筋带作为一种柔性加筋和持水材料,能有效地减小膨胀土边坡的水分波动和胀缩变形,提高膨胀土边坡的稳定性;植筋间距越小,竖向植筋带对膨胀土边坡的膨胀变形的抑制作用越好。植筋带的持水作用还可以为膨胀土-植被-降雨之间的和谐共处提供重要保障。 展开更多
关键词 竖向植筋带 膨胀土边坡 边坡加固 数值模拟
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气温变化对CCBE防护层输水距离的影响
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作者 龚震 黄月华 +2 位作者 周成 王林 谭昌明 《水利与建筑工程学报》 2019年第1期125-130,142,共7页
具有毛细阻滞效果的CCBE(Covers with Capillary Barrier Effects,CCBE)防护层构建了一种简易的蓄排水系统,有利于植物护坡。人们定义CCBE层中粗粒土内的输水距离L_d来描述CCBE防护系统的蓄排水能力。影响坡面CCBE防护结构的蓄排水能力... 具有毛细阻滞效果的CCBE(Covers with Capillary Barrier Effects,CCBE)防护层构建了一种简易的蓄排水系统,有利于植物护坡。人们定义CCBE层中粗粒土内的输水距离L_d来描述CCBE防护系统的蓄排水能力。影响坡面CCBE防护结构的蓄排水能力的因素有很多,主要探究气温及其变化对它的影响。数值计算结果发现,日均气温越高,对CCBE防护结构的蓄排水能力的影响就越大,输水距离也越大;日均温差对CCBE防护结构输水距离的影响较复杂,大概在4℃日均温差时,CCBE防护结构的输水距离达到最大。研究成果可以为防坡土开裂的CCBE防护系统的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 输水距离 CCBE坡面防护 蓄排水能力 气温变化 地表净辐射量 数值计算
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