西南紅層工程特征及路堤穩(wěn)定性

序

前言

第1章 緒論

1.1 問題的提出

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1 飽和-非飽和滲流研究現(xiàn)狀

1.2.2 地表徑流研究現(xiàn)狀

1.2.3 降雨對邊坡穩(wěn)定性影響的研究現(xiàn)狀

1.2.4 路堤本體沉降變形理論的研究現(xiàn)狀

1.2.5 基床結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的研究現(xiàn)狀

1.3 存在的問題及擬解決辦法

1.4 本書研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線

第2章 我國紅層與四川紅層的分布特征

2.1 引言

2.2 紅層的界定

2.3 中國紅層的分布及一般特征

2.4 四川盆地紅層的一般特征

2.4.1 新構(gòu)造特征及川中紅層形成

2.4.2 四川紅層的分布特征

2.5 本章小結(jié)

第3章 紅層泥巖填料工程地質(zhì)特性

3.1 引言

3.2 紅層泥巖的成分及微結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 化學(xué)成分

3.2.2 礦物成分及微結(jié)構(gòu)

3.3 紅層泥巖的物性參數(shù)分析

3.4 紅層泥巖填料水理性質(zhì)

3.4.1 紅層泥巖填料的膨脹特性

3.4.2 紅層泥巖崩解特性

3.4.3 紅層泥巖崩解分形分析

3.5 紅層泥巖填料的主要工程特性

3.5.1 紅層泥巖填料的壓實特性

3.5.2 紅層泥巖填料的抗壓強度

3.5.3 紅層泥巖填料的抗剪強度

3.5.4 紅層泥巖填料的滲透特性

3.5.5 紅層泥巖填料CBR強度

3.5.6 紅層泥巖填料的長期強度特性

3.6 本章小結(jié)

第4章 考慮地表徑流-滲流的耦合理論與應(yīng)用研究

4.1 引言

4.2 飽和-非飽和水氣兩相滲流的基本理論

4.2.1 水氣兩相流體驅(qū)動勢

4.2.2 飽和-非飽和水氣兩相滲流Darcy定律

4.2.3 土-水特征曲線和非飽和水氣兩相滲透函數(shù)

4.2.4 飽和-非飽和水氣兩相滲流的基本微分方程

4.3 邊坡降雨入滲問題

4.3.1 邊坡降雨入滲過程

4.3.2 邊坡降雨入滲過程的影響因素

4.4 坡面流問題的基本理論

4.4.1 經(jīng)典的坡面流問題

4.4.2 坡面流控制方程與定解條件

4.4.3 坡面流微分方程的解析解

4.5 地表徑流-非飽和滲流的耦合在FLAC中的數(shù)值模擬

4.6 坡面產(chǎn)流數(shù)學(xué)模型的驗證

4.7 考慮耦合和簡化邊界對坡面入滲的影響

4.8 考慮水氣兩相對坡面入滲的影響

4.9 本章小結(jié)

第5章 基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對非飽和參數(shù)的反演

5.1 引言

5.2 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)算法的原理

5.2.1 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5.2.2 徑向基函數(shù)

5.2.3 徑向基層的工作原理

5.2.4 RBF網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練

5.3 非飽和參數(shù)的反演

5.3.1 模型的制作與設(shè)計

5.3.2 有限元模擬

5.3.3 參數(shù)的反演

5.4 本章小結(jié)

第6章 降雨入滲對路堤邊坡的穩(wěn)定性研究

6.1 引言

6.2 非飽和土有效應(yīng)力的描述

6.2.1 飽和土有效應(yīng)力的概念

6.2.2 非飽和土的單變量有效應(yīng)力描述

6.3 非飽和土單變量的流固耦合理論

6.3.1 傳導(dǎo)定律

6.3.2 毛細定律

6.3.3 流體連續(xù)方程

6.3.4 流體本構(gòu)方程

6.3.5 流體平衡方程

6.3.6 土體平衡方程

6.3.7 土體本構(gòu)方程

6.3.8 幾何相容方程

6.3.9 應(yīng)力場對滲流場的影響

6.4 非飽和土流固耦合在FLAC中的實現(xiàn)

6.4.1 流體本構(gòu)方程的離散化

6.4.2 節(jié)點的流動速率

6.4.3 時步的控制

6.5 流固耦合對邊坡穩(wěn)定性的影響

6.6 工程實例分析

6.6.1 坡度的影響

6.6.2 坡高的影響

6.6.3 水平滲透性的影響

6.6.4 降雨強度的影響

6.6.5 初始飽和度的影響

6.6.6 壓實度的影響

6.6.7 長期強度的影響

6.7 本章小結(jié)

第7章 紅層路堤非飽和沉降理論研究

7.1 引言

7.2 土體流變模型理論

7.2.1 基本流變元件

7.2.2 組合黏彈性模型

7.2.3 組合黏彈塑性模型

7.2.4 描述土體蠕變特性的其他理論

7.3 紅層蠕變本構(gòu)識別

7.4 飽和土體的固結(jié)-蠕變耦合理論

7.4.1 陳宗基流變-固結(jié)耦合模型

7.4.2 Merchant流變-固結(jié)耦合模型

7.5 基于紅層蠕變試驗的非飽和流變-固結(jié)耦合模型

7.6 本章小結(jié)

第8章 紅層路堤非飽和沉降理論驗證

8.1 引言

8.2 土工離心模型試驗的機理

8.3 紅層填料路堤離心模型試驗

8.3.1 離心模型試驗方案

8.3.2 離心模型試驗結(jié)果分析

8.3.3 路堤施工期沉降-路堤高度的關(guān)系

8.3.4 路堤的總沉降-時間-路堤高度的關(guān)系

8.3.5 路堤工后沉降-時間-路堤高度的關(guān)系

8.3.6 路堤工后沉降預(yù)測計算方法

8.3.7 路堤最終工后沉降-壓實系數(shù)的關(guān)系

8.3.8 路堤工后沉降-總沉降的關(guān)系

8.4 離心試驗對沉降計算理論的驗證

8.5 工程實例對沉降計算理論的驗證

8.6 本章小結(jié)

第9章 半剛性基床結(jié)構(gòu)動態(tài)特性試驗研究

9.1 引言

9.2 試驗概況

9.2.1 試驗?zāi)Ｐ?

9.2.2 測試內(nèi)容與傳感器布置

9.2.3 試驗荷載設(shè)計

9.2.4 試驗分組步驟

9.3 模型填料與施工

9.4 數(shù)據(jù)處理

9.4.1 應(yīng)力

9.4.2 變形

9.4.3 加速度

9.4.4 基床表面應(yīng)變

9.4.5 剛度

9.5 本章小結(jié)

結(jié)論

參考文獻

2100433B

本書首先采用電子顯微鏡法、X射線衍射法、室內(nèi)外崩解、CBR試驗以及蠕變等試驗對西南紅層的物理力學(xué)性能進行了系統(tǒng)的研究，同時基于非飽和土單變量的有效應(yīng)力理論，在考慮地表徑流-地下滲流和流體-固體雙耦合的情況下，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反演的非飽和參數(shù)對降雨下紅層路堤邊坡穩(wěn)定性進行了研究，得出了一些有益的結(jié)論；其次以單軸壓縮紅層蠕變試驗為基礎(chǔ)，提出了基于非飽和土單變量理論的紅層非飽和土路堤沉降計算理論，通過有限元對離心試驗?zāi)彻c實際填筑過程進行了數(shù)值模擬，證明了該理論的正確性；最后通過足尺動態(tài)模型試驗，模擬在實際荷載條件下基床的動態(tài)特性，證明了措施的可行性和可靠性。本書可供道路與橋梁工程、巖土工程等專業(yè)的工程技術(shù)人員與科研人員參考，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

本書采用電子顯微鏡法、室內(nèi)外崩解、CBR試驗等試驗對西南紅層的物理力學(xué)性能進行了研究，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反演的非飽和參數(shù)對降雨下紅層路堤邊坡穩(wěn)定性進行了研究；通過有限元對離心試驗?zāi)彻c實際填筑過程進行了數(shù)值模擬；通過足尺動態(tài)模型試驗，模擬在實際荷載條件下基床的動態(tài)特性，證明了措施的可行性和可靠性。

拼音題名

xi nan hong ceng gong cheng te xing ji qi lu di wen ding xing

其它題名

并列題名

ISBN

978-7-03-036556-9

責(zé)任者

劉俊新等編著

出版者

科學(xué)出版社

出版地

北京

出版時間

2013

中圖分類號

U416.1

附注

摘要

本書采用電子顯微鏡法、室內(nèi)外崩解、CBR試驗等試驗對西南紅層的物理力學(xué)性能進行了研究，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反演的非飽和參數(shù)對降雨下紅層路堤邊坡穩(wěn)定性進行了研究；通過有限元對離心試驗?zāi)彻c實際填筑過程進行了數(shù)值模擬；通過足尺動態(tài)模型試驗，模擬在實際荷載條件下基床的動態(tài)特性，證明了措施的可行性和可靠性。

2100433B

拼音題名

xi nan hong ceng gong cheng te xing ji qi lu di wen ding xing

附注

摘要

本書采用電子顯微鏡法、室內(nèi)外崩解、CBR試驗等試驗對西南紅層的物理力學(xué)性能進行了研究，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反演的非飽和參數(shù)對降雨下紅層路堤邊坡穩(wěn)定性進行了研究；通過有限元對離心試驗?zāi)彻c實際填筑過程進行了數(shù)值模擬；通過足尺動態(tài)模型試驗，模擬在實際荷載條件下基床的動態(tài)特性，證明了措施的可行性和可靠性。

2100433B

Krynine (1950)認為紅層主要是紅層土或更老的紅層經(jīng)過剝蝕再沉積之后形成的。這種假設(shè)是在柴郡以南二疊系地層中少見的紅色沉積物基礎(chǔ)上提出的。Van Houten (1961) 的想法認為沉積巖在原位（早期成巖作用）收到氫氧化物的脫水作用而被染成紅棕色或淺褐色。這些鐵氫氧化物通常為針鐵礦(FeO-OH)和所謂的“非晶態(tài)氫氧化鐵”或褐鐵礦。事實上,這種材料可能是礦物水鐵礦(Fe₂O₃H₂O)。

這種脫水或“老化”的過程已與沖積平原和沙漠環(huán)境中與成土作用密切相關(guān)。Berner (1969)表明,針鐵礦(氫氧化鐵)通常相對于赤鐵礦是不穩(wěn)定的且在缺少水或在高溫環(huán)境下容易發(fā)生脫水反應(yīng)。

2FeOOH (goethite)→ Fe₂O₃(hematite) H₂O2100433B