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第1章 绪论1

1.1问题的提出1

1.2国内外研究现状3

1.2.1饱和-非饱和渗流研究现状3

1.2.2地表径流研究现状7

1.2.3降雨对边坡稳定性影响的研究现状9

1.2.4路堤本体沉降变形理论的研究现状13

1.2.5基床结构动态特性的研究现状19

1.3存在的问题及拟解决办法20

1.4本书研究的主要内容及技术路线21

第2章 我国红层与四川红层的分布特征23

2.1引言23

2.2红层的界定23

2.3中国红层的分布及一般特征23

2.4四川盆地红层的一般特征27

2.4.1新构造特征及川中红层形成27

2.4.2四川红层的分布特征27

2.5本章小结29

第3章 红层泥岩填料工程地质特性30

3.1引言30

3.2红层泥岩的成分及微结构分析30

3.2.1化学成分30

3.2.2矿物成分及微结构31

3.3红层泥岩的物性参数分析37

3.4红层泥岩填料水理性质39

3.4.1红层泥岩填料的膨胀特性39

3.4.2红层泥岩崩解特性40

3.4.3红层泥岩崩解分形分析44

3.5红层泥岩填料的主要工程特性46

3.5.1红层泥岩填料的压实特性46

3.5.2红层泥岩填料的抗压强度47

3.5.3红层泥岩填料的抗剪强度48

3.5.4红层泥岩填料的渗透特性54

3.5.5红层泥岩填料CBR强度56

3.5.6红层泥岩填料的长期强度特性58

3.6本章小结65

第4章 考虑地表径流-渗流的耦合理论与应用研究67

4.1引言67

4.2饱和-非饱和水气两相渗流的基本理论68

4.2.1水气两相流体驱动势68

4.2.2饱和-非饱和水气两相渗流Darcy定律69

4.2.3土-水特征曲线和非饱和水气两相渗透函数71

4.2.4饱和-非饱和水气两相渗流的基本微分方程77

4.3边坡降雨入渗问题80

4.3.1边坡降雨入渗过程80

4.3.2边坡降雨人渗过程的影响因素82

4.4坡面流问题的基本理论83

4.4.1经典的坡面流问题84

4.4.2坡面流控制方程与定解条件85

4.4.3坡面流微分方程的解析解86

4.5地表径流-非饱和渗流的耦合在FLAC中的数值模拟86

4.6坡面产流数学模型的验证88

4.7考虑耦合和简化边界对坡面入渗的影响89

4.8考虑水气两相对坡面入渗的影响91

4.9本章小结91

第5章 基于径向基函数神经网络模型对非饱和参数的反演92

5.1引言92

5.2径向基函数网络算法的原理92

5.2.1径向基函数网络结构92

5.2.2径向基函数93

5.2.3径向基层的工作原理94

5.2.4 RBF网络的训练95

5.3非饱和参数的反演96

5.3.1模型的制作与设计96

5.3.2有限元模拟97

5.3.3参数的反演100

5.4本章小结100

第6章 降雨入渗对路堤边坡的稳定性研究102

6.1引言102

6.2非饱和土有效应力的描述103

6.2.1饱和土有效应力的概念103

6.2.2非饱和土的单变量有效应力描述104

6.3非饱和土单变量的流固耦合理论106

6.3.1传导定律106

6.3.2毛细定律107

6.3.3流体连续方程107

6.3.4流体本构方程107

6.3.5流体平衡方程108

6.3.6土体平衡方程110

6.3.7土体本构方程110

6.3.8几何相容方程111

6.3.9应力场对渗流场的影响111

6.4非饱和土流固耦合在FLAC中的实现114

6.4.1流体本构方程的离散化114

6.4.2节点的流动速率115

6.4.3时步的控制115

6.5流固耦合对边坡稳定性的影响115

6.6工程实例分析118

6.6.1坡度的影响119

6.6.2坡高的影响121

6.6.3水平渗透性的影响123

6.6.4降雨强度的影响124

6.6.5初始饱和度的影响126

6.6.6压实度的影响128

6.6.7长期强度的影响129

6.7本章小结131

第7章 红层路堤非饱和沉降理论研究132

7.1引言132

7.2土体流变模型理论132

7.2.1基本流变元件132

7.2.2组合黏弹性模型134

7.2.3组合黏弹塑性模型138

7.2.4描述土体蠕变特性的其他理论139

7.3红层蠕变本构识别140

7.4饱和土体的固结-蠕变耦合理论145

7.4.1陈宗基流变-固结耦合模型145

7.4.2 Merchant流变-固结耦合模型147

7.5基于红层蠕变试验的非饱和流变-固结耦合模型149

7.6本章小结151

第8章 红层路堤非饱和沉降理论验证152

8.1引言152

8.2土工离心模型试验的机理152

8.3红层填料路堤离心模型试验156

8.3.1离心模型试验方案156

8.3.2离心模型试验结果分析157

8.3.3路堤施工期沉降-路堤高度的关系158

8.3.4路堤的总沉降-时间-路堤高度的关系159

8.3.5路堤工后沉降-时间-路堤高度的关系160

8.3.6路堤工后沉降预测计算方法161

8.3.7路堤最终工后沉降-压实系数的关系162

8.3.8路堤工后沉降-总沉降的关系163

8.4离心试验对沉降计算理论的验证163

8.5工程实例对沉降计算理论的验证170

8.6本章小结171

第9章 半刚性基床结构动态特性试验研究173

9.1引言173

9.2试验概况173

9.2.1试验模型173

9.2.2测试内容与传感器布置175

9.2.3试验荷载设计175

9.2.4试验分组步骤178

9.3模型填料与施工179

9.4数据处理181

9.4.1应力181

9.4.2变形189

9.4.3加速度196

9.4.4基床表面应变197

9.4.5刚度199

9.5本章小结200

结论202

参考文献204