非饱和土力学-中国地质大学(武汉)

岩土工程一流学科名单岩土工程作为一门重要的工程学科，涵盖了土工、岩石力学和地基基础等领域，发展历史悠久，逐渐成为工程建设不可或缺的学科之一。

在我国岩土工程领域，有着一批具有卓越研究实力和学科影响力的高校与科研机构。

下面将介绍我国岩土工程一流学科名单，并对其特色进行简要概述。

1. 中国地质大学（武汉）中国地质大学（武汉）作为我国岩土工程领域的先锋之一，拥有一支优秀的师资队伍和完善的研究设施。

该校岩土工程学科在土壤力学、岩石力学、地基基础等方向上取得了一系列重要成果。

并且，学校还积极与工程实践相结合，不断推动岩土工程的应用与发展。

2. 中国矿业大学（北京）中国矿业大学（北京）的岩土工程学科是国内较早建设的学科之一，具有较高的学术声誉和影响力。

该学科在工程地质、地质灾害治理、土方工程等方面积累了丰富的研究经验，深入探索了不同岩土工程问题的解决方案。

3. 华南理工大学华南理工大学的岩土工程学科在国内享有盛誉，其研究领域广泛且充满活力。

该学科注重理论与实践相结合，致力于解决实际工程中的难题。

在岩土工程的地震工程、土力学、岩土工程与环境等领域取得了显著成就，为高水平人才培养和国家重大工程项目的顺利推进提供了强有力的支持。

4. 同济大学同济大学岩土工程学科是国内著名的学科之一，其研究方向涵盖了土壤力学、岩石力学、基坑工程等多个领域。

该学科在承担重大国家工程和地方重点项目的同时，还加强产学研合作，为岩土工程行业的科学发展做出了重要贡献。

5. 中国科学技术大学中国科学技术大学的岩土工程学科以其创新性和前瞻性而闻名。

该学科在土力学、岩土工程动力学、岩土工程计算等方面的研究领域积极拓展，为中国的岩土工程学科发展做出了积极贡献。

该学科不仅注重基础理论的研究，还积极探索工程实践的应用，为岩土工程领域的科学研究和产业发展提供了强有力的支撑。

总的来说，以上列举的学校在岩土工程学科领域取得了显著的成就，展现出卓越的教学与研究水平。

赣南花岗岩残积土物理力学特性的实验研究陈亚洲;简文星;王吉庆【摘要】花岗岩残积土在赣南安定高速公路沿线分布广泛,研究其物理力学特性对当地公路建设以及可能引发的边坡失稳的防治具有重要意义.对现场采取的残积土土样进行室内基本土工实验,实验结果表明,塑性指数为14,将其定名为粉质黏土;比重为2.64,天然含水率及最优含水率分别为23.44%和20.03%.以 TRA三轴剪切渗流仪为实验平台,采用抽气饱和、水头饱和与反压饱和的方式,对花岗岩残积土原状样和重塑样进行三轴固结不排水剪切实验,结果如下:原状样的抗剪强度参数为c=15.17 kPa、φ=13.66°,重塑样的抗剪强度参数为c=10.82 kPa、φ=17.58°;原状样的内聚力较重塑样略大,而摩擦角较重塑样略小,应力-应变曲线表明原状样在各级围压下存在应变转型,而重塑样则始终表现为应变硬化.根据实验的分析结果,提出花岗岩残积土边坡在工程实践中应采取的相关措施,并指出实验过程中存在的问题.%Granite residual soil is widely distributed along the Anyuan-Dingnan Highway in southern Jiangxi Province,the study of its physical and mechanical characteristics is of great significance for local highway construc-tion and the control of instable slope. The basic indoor soil test was performed on the residual soil samples collected at site,the results show that: The plasticity index is 14, belongs to silty clay. The specific gravity is 2.64. The natural and optimum water content are 23.44% and 20.03%,respectively. Taking TRA triaxial shear seepage in-strument as the experimental platform,by means of pumping saturation,head saturation and back pressure satura-tion,the triaxial consolidated undrained shear tests are carried out, including undisturbed samples and remoldedsamples of granite residual soil. The results indicate that the shear strength parameters of the undisturbed sample are c=15.17 kPa,φ=13.66°,and those of the remolded sample are c=10.82 kPa,φ=17.58°. The cohesion of the undisturbed sample is slightly larger than that of the remolded sample,the friction angle is slightly smaller than that of the remolded sample. Stress-strain curves show that the undisturbed sample has strain transformation at all levels of confining pressure,the remolded sample always exhibits strain hardening. Based on the experimental re-sults,propose some relative measures in the engineering practice of granite residual soil slope and point out the ex-isting problems of the experiment.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)004【总页数】6页(P115-120)【关键词】花岗岩残积土;物理力学特性;固结不排水剪切实验;抗剪强度;应力-应变曲线【作者】陈亚洲;简文星;王吉庆【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;江西省高速公路投资集团有限责任公司,南昌330000【正文语种】中文【中图分类】TU411花岗岩残积土在赣南安定高速公路沿线分布广泛，具有扰动性、不均匀性与各向异性、软化及易崩解等特征，常由此引发较为严重的工程建设问题与地质灾害。

中国地质大学（武汉）五大院系及2009-2011年分省录取分数统计一、地学院07060地质学基地班1995年经原国家教委批准，地质学专业成为全国4个地质学理科基础科学研究和教学人才培养基地之一，重点培养地球科学领域高层次、研究型人才。

学校对“基地班”制定了特殊的优惠政策，如高额奖学金、专用计算机室、享有研究生同等标准的图书阅览等待遇。

其课程体系包括自然科学、地球科学、人文科学三大部分，重视培养外语、计算机应用能力和扎实的自然科学基础和专业基础。

基地班人才培养目标定位于创新型、研究型，毕业生将有90%左右进入高等院校和科研机构深造。

通过硕士和博士的培养，为高等学校和科研单位输送高层次研究型人才。

理科基地实行分流—补进的动态优秀人才选拔模式，补进时在全校范围内择优选拔。

0706地质学类（地质学、地球化学、资源环境与城乡规划管理）本专业学生掌握地质学的野外工作技能、物质成分分析测试技术及基本的地球科学实验和鉴定技术，学习地球化学、环境科学、资源环境与城乡规划科学等方面的基本理论和基本知识。

具备从事构造地质、岩石矿物、地层与古生物学方面的基础理论研究、掌握环境及地球化学、环境监测与环境质量评价、资源环境规划管理的原理、方法和技能。

面向地矿、能源、环境、国土等行业的教育、科研和生产部门培养研究型、应用型人才。

地质学（地质调查，工科培养，面向行业就业）本专业学生具备地质学基础理论、数理基础、计算机与外语实用技能及科学素养和创新意识。

毕业生能成为科研机构、地勘部门从事区域地质调查的专门人才，适应21世纪地球科学发展和国家在资源、环境、灾害、国土规划以及国民经济其它相关领域对地质学人才的需要。

二、资源学院0801地矿类（资源勘查工程基地班）1996年经国土资源部（原地矿部）批准创办资源勘查工程基地班，是为适应地球科学发展和实现全球找矿战略需要，探索培养适应国外、国内两个市场的宽口径外向型、复合型人才而开设的；是我国地质工科面向现代化、国际化高级工程技术人才的重要培养基地。

黄土坡顶裂缝成因及演化过程分析抗兴培;刘晓;王彪龙;韦宏宽【摘要】黄土坡顶裂缝是黄土滑坡的重要诱因,探究其成因机理及演化过程对指导黄土区防灾减灾具有重要意义.在地质勘测和力学分析的基础上,提出了“五阶段”黄土坡顶裂缝的发育过程,即龟裂→发展→拉张→贯通→成型,认为黄土坡顶裂缝的发育成型是动态发展的过程,是外界蒸发、入渗,坡体内部水土相互制约、古土壤层“堵渗”、“阻裂”等多因素共同作用下的混合成因.干燥蒸发引起的地表龟裂是裂缝起始孕育阶段,此后地表蒸发和地表水入渗则极大地促进了裂缝的发展,这个过程是裂缝发育的龟裂阶段;不均匀的干燥收缩使裂缝尖端同时受拉张、剪切共同破坏作用,这个过程是裂缝发育的发展阶段;前期次滑坡,拉张坡顶裂缝的同时,使坡内原生结构面张开,这个过程是裂缝发育的拉张阶段;坡顶裂缝汇水有优先向坡内环状裂缝渗流的趋势,贯通后裂缝深度大为增加,这个过程是裂缝发育的贯通阶段;古土壤高强度、低渗透性的特征具有“阻渗”、“阻裂”效果,制约了裂缝的发展,这个过程是裂缝发育的成型阶段.最后,以陕西泾阳南塬庙店西村黄土滑坡为例,实证了上述裂缝发育阶段.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2019(026)002【总页数】7页(P45-51)【关键词】黄土坡顶裂缝;成因;演化过程;黄土滑坡;泾阳南塬【作者】抗兴培;刘晓;王彪龙;韦宏宽【作者单位】中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X43黄土覆盖区地质灾害以滑坡为主，研究黄土滑坡诱发因素、成因机制对区域防灾减灾具有重要的意义。

大量的研究表明，黄土滑坡的诱因主要有地下水位变化[1-2]、降雨[3-5]、农业灌溉[6-8]、坡脚开挖、地震等，其中尤以降雨、灌溉诱发滑坡的研究最为丰富，而黄土坡坡顶裂缝发育对黄土滑坡的影响研究较少。

中国地质大学武汉土力学期末试题1、42．下列场景与所蕴含的物理知识对应完全正确的是（）[单选题] *A．体育训练后满头大汗，回到教室不停扇风——提高液体温度加快蒸发B．手拿着一瓶冰冻矿泉水，一段时间后冰减少，手感到凉——熔化吸热(正确答案)C．清晨操场边的双杠上铺满了一层霜——霜是水蒸气凝固形成的D．戴眼镜的小卉从寒冷教室外走进温暖的教室内，眼镜镜片模糊不清——汽化放热2、36.关于热现象和热学规律﹐下列说法正确的是（）*A.布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10ro的过程中，分子间的引力和斥力都在减小(正确答案)C.热量可以从低温物体传递到高温物体(正确答案)D.物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了273KE：两个分子的间距从极近逐渐增大到10ro的过程中，它们的分子势能先减小后增大。

3、2．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力．[判断题] *对错(正确答案)4、炎热的夏天吹风扇会感觉凉快，是因为吹风扇使空气温度降低的缘故[判断题] *对错(正确答案)答案解析：电风扇加快汗液蒸发吸热5、85．在“用托盘天平称物体的质量”的实验中，下列哪项操作是错误的（）[单选题] * A．使用天平时，应将天平放在水平工作台面上B．天平调平后在称量过程发现横梁不平衡，此时可以通过调节平衡螺母使横梁平衡(正确答案)C．称量时左盘应放置待称量的物体，右盘放置砝码D．观察到指针指在分度盘的中线处，确定天平已平衡6、3．击剑比赛、体操比赛中运动员可视为质点．[判断题] *对错(正确答案)7、9．在某原子结构模型示意图中，a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，能得出的结（）[单选题] *A.a和c数量不相等B．b决定原子种类C．质量集中在c上D．a和c之间存在吸引的力(正确答案)8、45．如图所示，有三只相同的玻璃杯，盛有等质量的酒精，纯水，盐水ρ盐水＞ρ纯水＞ρ酒精,则甲玻璃杯中的是（）[单选题] *A.酒精B.纯水(正确答案)C.盐水D.无法判断9、2．裁判给跳水运动员打分时运动员可视为质点．[判断题] *对错(正确答案)10、下列选项中符合安全用电要求的是（）[单选题]A．用湿手拨动空气开关B．电线的绝缘皮破损时应及时更换(正确答案)C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡D．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用11、下列有关力做功的说法中正确的是（）[单选题]A.用水平力推着购物车前进，推车的力做了功(正确答案)B.把水桶从地面上提起来，提水桶的力没有做功C.书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功D.挂钩上的书包静止时，书包受到的拉力做了功12、利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功[判断题] *对(正确答案)错答案解析：机械省力时会费距离，省距离时会费力。

第33卷第5期地球科学———中国地质大学学报Vol.33　No.5 2008年9月Earth Science—Journal of China University of G eosciences Sept.　2008库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响罗红明1,3,唐辉明2,章广成2,徐卫亚31.中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉4300712.中国地质大学工程学院,湖北武汉4300743.河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098摘要:三峡水库正常蓄水后,库水位在175～145m之间周期性波动,滑坡地下水渗流状态将会发生较大的改变,可能导致滑坡失稳.因此,研究库水位周期性波动下滑坡的稳定性具有十分重要的意义.提出了土水特征曲线的多项式约束优化模型和采用饱和-非饱和渗流数值模型.以赵树岭滑坡为例,利用有限元数值计算了库水位在175～145m之间波动下地下水渗流场,将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析,探讨了库水位上升和下降对库岸滑坡稳定性的影响.研究表明:多项式优化模型可以很好地拟合非饱和土的土水特征曲线;库水位上升时滑坡稳定性系数总体逐渐增大,库水位下降时滑坡稳定性系数总体逐渐减小;无论是库水位上升还是下降到库水位155m时,其稳定性系数最小;同一库水位下,库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.关键词:库水位涨落;土水特征曲线;饱和-非饱和渗流;库岸滑坡;稳定性评价.中图分类号:P642 文章编号:1000-2383(2008)05-0687-06 收稿日期:2008-02-25 The Influence of W ater Level Fluctuation on the B ank Landslide StabilityL UO Hong2ming1,3,TAN G Hui2ming2,ZHAN G Guang2cheng2,XU Wei2ya31.I nstit ute of Rock and S oil Mechanics,Chinese A cadem y of S ciences,W uhan430071,China2.Facult y of Engi neeri ng,China Universit y of Geosciences,W uhan,H ubei430074,Chi na3.Research I nstit ute of Geotechnical Engi neeri ng,Hehai Universit y,N anj ing,J iangsu210098,ChinaAbstract:The water level will periodically fluctuate between145and175m since normal water level storage in Three G orges reser2 voir,while the ground water seepage of landslide will be subject to great changes,which may lead to landslide instability.S o it is of great significance to study the influence of water level fluctuatation on the bank landslide stability.In this paper,a polynomial con2 strained optimized model for soil2water characteristic curve is put forward and the saturated2unsaturated seepage flow numerical mod2 el is applied.In addition,Zhaoshuling landslide is taken as an example,water seepage fields are simulated by using finite element method with the water level fluctuation between145and175m.The transient pore water pressures are used for limit equilibrium an2 alyses of landslides with taking the effects of suction on shear strength of unsaturated soils into consideration.Then we discuss the effect of the fluctuation of water level in Three G orges reservoir on the bank landslide stability.The result shows that a polynomial constrained optimized model may well fit the characteristic curve of soil and water of unsaturated soil.The stability coefficient increa2 ses gradually in general along with reservoir water level rise and the stability coefficient decreases gradually in general along with the fall of reservoir water level.However,when the reservoir water level reached155m,whether it rises from145m or falls from175 m,the stability coefficient is smallest;while the stability coefficient in period of reservoir water level rising from145m to175m is larger than that in period of falling from175m to145m.K ey w ords:water level fluctuation;characteristic curve of soil and water;saturated and unsaturated seepage;bank land2 slide;stability evaluation.基金项目:中国地质调查局“鄂西恩施地区滑坡形成机制与危险性评价”项目(No.1212010640604).作者简介:罗红明(1980-),男,博士,助理研究员,主要从事岩土体稳定性评价和岩土工程数值模拟方面的研究工作.E2mail:luohongming1980@地球科学———中国地质大学学报第33卷 水库库岸滑坡的稳定性研究对确保水电工程建设的顺利进行及其正常运营具有重大意义.特别是意大利瓦依昂水库滑坡事件之后,各国学者及地质工程师开始重视人类工程活动与周围地质环境之间的相互作用,由此掀开了滑坡研究的新篇章.由于水库调度运营,库岸边坡外的水位常处于变动之中,岸坡内外水分的相互补给使岸坡内渗流场不断变化,从而使岸坡内的孔隙水压力场也处在不断的变化之中,进而影响到岸坡的稳定性(刘才华等,2005;刘新喜等,2005;张文杰等,2006).岸坡失稳多是由岸坡外水位的这种变动引起的.有关文献报道了Roo sevelt湖附近地区1941-1953年发生的一些滑坡,结果发现有49%发生在1941-1942年的蓄水初期,30%发生在水位骤降10～20m的情况下,其余为发生在其他时间的小型滑坡;在日本,大约60%的水库滑坡发生在库水位骤降时期,其余40%发生在水位上升时期,包括蓄水初期.随着三峡水库2002年的蓄水以及蓄水后的正常运行,库区水位变化将对库区内滑坡的稳定性产生重要影响.因此,研究三峡库区库水位下降和上升作用下滑坡的稳定性问题既是一个复杂的理论课题,也是一个重大的工程应用问题.本文以三峡库区巴东县赵树岭滑坡为例,采用饱和-非饱和数值模拟方法计算了库水位上升和下降情况下的地下渗流场,将计算得到的孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析,探讨了库水位下降和上升对滑坡稳定性的影响.1　饱和-非饱和渗流模型根据三峡库区库水位调控方案,库水位在175～145m波动,非饱和区土壤水的运动和饱和区水的运动是相互联系,将两者统一起来即所谓饱和与非饱和问题.当采用水头h作为控制方程的因变量,对于各向异性的二维饱和-非饱和渗流控制方程为(张培文等,2003):99x k x 9h9x+99y k y9h9y=m wρw g9h9t,(1)式(1)中:k x,k y分别为水平和垂直方向的饱和渗透系数;ρw为水的密度;g为重力加速度;m w为比水容量,定义为体积含水量θw对基质吸力(u a-u w)偏导数的负值:m w=-9θw9(u a-u w).(2)渗流边界条件如下, 水头边界:k9h9n{Γ1=h(x,y,t).(3) 流量边界:k9h9n{Γ2=q(x,y,t).(4)2　赵树岭滑坡的渗流场数值模拟2.1　赵树岭滑坡的基本特征赵树岭滑坡(唐辉明等,2002;胡新丽等,2006)总体上为巨型勺状滑坡,是经多次局部滑移和弯曲倾倒滑移形成的综合滑体.赵树岭滑体平面上呈不太规则的长方形,中前部大致等宽.滑体东西宽约550m,南北长约900～950m,面积约50×104m2.滑体表面总体呈阶梯状,400m以上为滑坡后缘陡坡.滑坡区物质总体上可分为一个大层,即表层崩滑体层和基岩.表层崩滑体层主要由岩体经滑移形成的块裂、碎裂岩、含泥碎块石及碎块石组成,主要来源于T2b3.基岩则以T2b2紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主.崩滑体层最大厚度约50～65m.最低一个滑带位于T2b3/T2b2界面附近,该滑带形状上基本与地形起伏一致前部及中部较缓后部及下部较陡(图1).地层岩性、地质结构、地形地貌、人类工程活动、地震、降雨等几个因素在短时间内不会改变滑坡整体稳定的状况.水文地质条件是一个随时间变化的因素,特别是三峡水库蓄水及水位波动,将极大地改变滑坡体内的水文地质条件,是影响滑坡整体稳定性的重要因素.2.2　赵树岭滑坡渗流计算模型根据赵树岭滑坡的工程地质特征,选择赵树岭图1　赵树岭滑坡典型工程地质剖面图Fig.1Engineering geological profile of Zhaoshuling slope886　第5期　罗红明等:库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响滑坡主滑剖面作为渗流计算主剖面.采用Geo 2slope 软件SEEP/W 进行模拟.渗流边界为:滑面为隔水边界即为零流量边界,库水位以上为零流量边界,库水位以下为定水头边界.二维有限元模型如图2所示,共剖分828个单元,891个节点.2.3　渗流计算工况本文按照三峡水库蓄水后运营时水位调节方案,设计边界水头函数如下,水位上升时:H (t )=145+t ,t ∈(0～30d )175,t ∈(30～160d )(5)水位下降时:H (t )=175-0.25t ,t ∈(0～120d )145,t ∈(120～240d )(6)2.4　非饱和渗流计算参数的确定对于非饱和土,土水特征曲线的数学模型并不是唯一的.土的类型不同,所得出的数学模型也有所不同.依据其数学表达式的形式可分为4类:(1)对数函数的幂函数形式表达的数学模型(Fredlund and Xing ,1994);(2)幂函数形式的数学模型(刘晓敏等,2001);(3)土水特征曲线的分形模型(徐永福和董平,2002);(4)对数函数形式的数学模型(蒋刚等,2001).上述4类数学模型都是关于基质吸力的函数,而且在ψ=ψb 处,4类数学模型的函数皆有定义且存在n 阶导数,因此,可以将4类土水特征曲线的数学表达式在ψ=ψb 处展开为Taylor 级数.戚国庆和黄润秋(2004)提出了在进气值<b 处按Taylor 级数展开的多项式数学模型,并与陕北黄土实测的土水特征试验对比,该数学模型拟合效果较好,无需确定经验参数,简单、易于使用.土水特征曲线一般可以写成以下表达式:θ=A 0+A 1<+A 2<2+…+A n <n ,(7)当θ=θs (饱和含水量)时,基质吸力<=0,带入图2　赵树岭滑坡计算有限元网格Fig.2Finite element mesh for analysis of Zhaoshuling slope上式得A 0=θs ,则:θ=A s +A 1<+A 2<2+…+A n <n ,(8)式(8)中体积含水量θ的取值范围为:θ∈[0,θs ],基质吸力<的取值范围为<∈[0,<max ].为了使系数{A }能够最大程度拟合土水特征曲线,笔者借助Micro soft Excel 提供的“规划求解”工具能够很好的解决这个问题.表1是赵树岭滑坡的实验数据,采用多项式约束优化模型对该滑坡土水特征曲线和非饱和渗透参数进行了计算(图3).根据以上优化模型得到体积含水量(θ)与基质吸力(<)多项式数学模型为:θ=-0.530e -8θ4+9.17e -6θ3-4.54θ2+8.24e -5θ+0.348.(9)因为C (<)=9θ9<,故容水度为:C (<)=-2.12e -7θ3+2.91e -5θ2-9.08θ+8.24e -5.(10)非饱和渗透系数同样采用多项式形式的约束优化模型进行求解,得到下式:表1　赵树岭滑坡的基质吸力(<)、体积含水量(θ)与相对渗透系数k r 的关系表T able 1Relationship of matrix suction ,water content and rela 2tive permeability coefficient on Zhaoshuling slope <(kPa )θk r80.10.03480.00056250.00.06960.00107040.30.10440.00599033.70.13920.02040029.30.17400.0526000.00.34801.000000图3　约束优化与试验数据对比Fig.3Contrast chart of holistic constrained optimization and test data986地球科学———中国地质大学学报第33卷图4　库水位上升(a )和下降(b )中地下水不同时刻的浸润线Fig.4Groundwater infiltration lines for different time of reservoir water level raise (a )and (b )level drawdow k r =8×10-8<4-2×10-5<3+1.8×10-3<2-0.0694<+1.(11)2.5　渗流模拟结果(1)库水位上升时地下水渗流特征.图4a 中,曲线数字0,1,2,3,4,5,6分别代表初始条件、蓄水5,10,15,20,25d 和30d 后地下水位位置.图4a 表明,当水位上升时,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势,地下水位的变化明显滞后于库水位上升;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.(2)库水位下降时地下水渗流特征.图4b 中,曲线数字0,1,2,3,4,5,6分别代表初始条件、蓄水20,40,60,80,100d 和120d 后地下水位位置.图4b 表明,当水位下降时,地下水位的浸润线有略向下弯曲,地下水位变化滞后于库水位下降;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.3　库水位涨落对滑坡稳定性的影响3.1　非饱和强度理论根据Terzaghi 的有效应力概念,土体内的剪应力仅能由土体的骨架所承担,土体的抗剪强度理应表示为法向有效应力的函数.因此,饱和土体的Mohr 2Coulombb 强度准则的表达式为:τf =C′+σ′t g <′=C ′+(σ-u w )t g <′,(12)式(12)中:τf 为破坏面上的剪应力;C ′为有效粘聚力;σ和σ′分别是总法向应力和有效法向应力;u w 为破坏面上的水压力;<为有效内摩擦角.工程实践证明,Mohr 2Coulomb 有效应力破坏准则适用于饱和土,在非饱和土力学中一般用(σ-u a )、(u a -u w )两个独立应力变量来描述非饱和土的应力状态,所以非饱和抗剪强度也表示成这两个独立变量的函数.Fredlund 用延伸的Mohr 2Cou 2lo mbb 公式表示非饱和土的抗剪强度:τf =C′+(σ-u a )tg <′+(u a -u w )t g <b,(13)式(13)中:(σf -u a )为破坏面上的净法向应力;(u a-u w )为破坏面上的基质吸力;<b 表示抗剪强度随基质吸力而增加的速率,数值由固结排水三轴试验获得.从式(3)可以看出,当土体饱和时,孔隙水压力u w 等于孔隙气压力u a ,因此基质吸力(u a -u w )等于零,从而平滑过渡为饱和土的抗剪强度公式.数值分析中为了便于计算,可以假定<b 为常数,并通过变换的取值大小来考察基质吸力对滑坡稳定性的影响.3.2　考虑基质吸力影响剩余推力法基于非饱和土力学理论的边坡稳定性极限平衡分析方法则是建立在非饱和土体引伸的Mohr 2Cou 2lomb 强度准则基础上的,对于库水位升降作用下的滑坡稳定性分析,不仅考虑饱和区内由于库水位波动引起的地下水压力变化对滑坡稳定性的影响,而且考虑非饱和区基质吸力变化对滑坡稳定性的影响.本方法所用的非饱和滑坡稳定性分析方法是基于饱和滑坡稳定分析中的剩余推力法进行扩展得到的.在非饱和区除了要加上负孔隙水压力引起的部分抗剪强度还要考虑不同饱和度情况下的土的容重的变化.另外还有含水量不同对非饱和介质材料抗剪强度参数的影响,为了简化问题,这里不考虑强度参数的折减.如公式(13)所示,如果令C =C ′+(u a -u w )f t g <b,(14)则公式(14)可以写成:τf =C +(σf -u a )f t g <b,(15)式(15)从形式上与饱和Mohr 2Coulombb 公式相同,这样就可以采用分析饱和边坡稳定性的方法来计算非饱和边坡的稳定性.在大多数情况下,孔隙气压力u a 为大气压力,即u a =0.具体计算时应注意C96　第5期　罗红明等:库水位涨落对库岸滑坡稳定性的影响是一个变化的参数,在饱和区,我们可以直接采用有效粘聚力,在非饱和区,利用式(15)求得.剩余下滑力在计算滑坡推力和稳定性时,假定该滑面取单位宽度计算,不计两侧摩擦力和滑体自身挤压力;滑动面和破裂面分别按直线计算,整体呈折线滑动.并假定每一条块剩余下滑力方向与条块底部滑面平行.在主滑剖面上取序号为i 的一个条块(如图5)分析其受力情况.其上作用有垂直荷载(W i )和水平荷载(Q i ),前者如重力和工程荷载等,后者指向坡外的水平向地震力K c W i 及水压力U i 等.该条块承受了上一分条的剩余下滑力E i -l 、倾角αi -l ,以及本条块的剩余下滑力E i 的反力、倾角αi ,底部为垂直潜滑面的反力N i 、扬压力U i 及切反力T i .通过∑x i =0,∑y i =0,进行联立求解可得.第i 块的下滑力为:T 下=W i sin αi +K c W i co s αi +(U i-1-U i+1)co s αi +E i-1co s (αi-1-αi ).(16)第i 块的抗滑力为:T 抗=W i cos αi -U i -K c W i sin αi -(U i-1-U i+1)sin αi +E i-1sin (αi-1-αi )t g <′+C i l i .(17)在非饱和区,式(17)中U i -l 、U i 、U i +l 均为基质吸力,实际上每个点的基质吸力都不相等,假设同一直线上的基质吸力呈线性分布,这样可以类似于饱和区静水压力分布规律来分析非饱和区基质吸力分布.稳定性系数为K =T 下T 抗,(18)具体计算滑坡推力时,采用减小抗滑力法.所以第i 条块的下滑力为E i =W i sin αi +K c W i cos αi +(U i-1-U i+1)cos αi -1KT 抗+E i-1λi ,(19)λi =cos (αi-1-αi )-tg <iksin (αi-1-αi ).(20)式(20)中:λi 为传递系数.通过反复迭代计算得最后一个条块剩余下滑力为0时的稳定性系数即为所求.3.3　滑坡稳定性评价采用上述方法计算赵树岭滑坡在库水位上升和下降过程中稳定性,其稳定性如图6所示.由图6可知:145m 库水位上升到175m 库水位,滑坡稳定性总体逐渐增大,但在150m 库水位上升到155m 库水位时,滑坡稳定性系数略有减小.175m 库水位下降到145m 库水位,滑坡稳定性总体逐渐减小,但在155m 库水位下降到150m 库水位时,滑坡的稳定性系数略有增大;库水位上升过程中,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势,库水位对滑坡前缘产生较大的静水压力,有利于滑坡的稳定;而在库水位下降过程中,地下水力梯度增大,对滑坡产生较大的渗透压力,不利于滑坡的稳定.库水位变化中滑坡稳定性变化情况反常的原因都是与滑坡的滑面形状有关.库水位上升和下降过程中,同一特征水位情况下库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.4　结论通过饱和-非饱和渗流场模拟及其影响下的滑坡稳定性分析评价,得到如下结论:(1)提出了土水特征曲线的多项式形式的约束优化模型,该模型不仅可以拟合非饱和渗透系数与基质吸力的函数关系,而且简单实用.196地球科学———中国地质大学学报第33卷(2)当水位上升时,滑坡体内地下水都会出现“倒流”现象,从而浸润线都有略向左弯曲的趋势;滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定;当水位下降时,滑坡体地下水自由面在初期变化都很快,随着时间的进行,自由面最终将趋于稳定.(3)库水位上升时滑坡稳定性系数逐渐增大,但在150m库水位上升到155m库水位时,滑坡稳定性系数略有减小;库水位下降时滑坡稳定性系数逐渐减小,但在155m库水位下降到150m库水位时,滑坡的稳定性系数略有增大;同一特征水位下,同一特征水位情况下库水位上升时的稳定性系数比下降时的稳定性系数大.R eferencesFredlund,D.G.,Xing,A.,1994.Equations for the soil2water characteristic curve.Can.Geotech.J.,31:521-532. Hu,X.L.,Tang,H.M.,Ma S.Z.,et al.,2006.Numerical simulation of the3D landslide stability in Three G orgesarea based on NMR.Earth S cience—J ournal of ChinaUni versit y of Geosciences,31(2):279-284(in Chinesewith English abstract).Jiang,G.,Lin,L.S.,Liu,Z.D.,et al.,2001.Analysis meth2 od for slope stability considering unsaturated soilstrength and its application.Chinese J ournal of RockMechanics and Engineering,20(A01):1070-1074(inChinese with English abstract).Liu,C.H.,Cheng,C.X.,Feng,X.T.,2005.Study on mech2 anism of slope instability due to reservoir water levelrise.Rock and S oil Mechanics,26(5):669-773(inChinese with English abstract).Liu,X.M.,Zhao,H.L.,Wang,L.J.,2001.Research on soil water character of unsaturated pulverescent clay by ex2 periment.Underg round S pace,21(5):375-378(inChinese with English abstract).Liu,X.X.,Xia,Y.Y.,Lian,C.,et al.,2005.Research on method of landslide stability valuation during suddendrawdown of reservoir level.Rock and S oil Mechanics,26(5):1427-1436(in Chinese with English abstract). Qi,G.Q.,Huang,R.Q.,2004.A universal mathematical model of soil2water characteristic curve.J ournal of En2gineering Geolog y,12(2):182-186(in Chinese withEnglish abstract).Tang,H.M.,Ma,S.Z.,Liu,Y.R.,et al.,2002.Stability and control measures of Zhaoshuling landslide Badong County,Three G orges reservoir.Earth Science—J our2 nal of China Universit y of Geosciences,27(5):621-625(in Chinese with English abstract).Xu,Y.F.,Dong,P.,2002.Fractal models for the soil2water characteristics of unsaturated soils.Rock and S oil Me2 chanics,23(4):400-405(in Chinese with English ab2 stract).Zhang,P.W.,Liu,D.F.,Huang,D.H.,et al.,2003.Satu2 rated2unsaturated unsteady seepage flow numerical sim2 ulation.Rock and S oil Mechanics,24(6):927-930(in Chinese with English abstract).Zhang,W.J.,Zhan,L.T.,Ling,D.S.,et al.,2006.Influence of reservoir water level fluctuations on stability of un2 saturated soil banks.J ournal of Zhej iang Universit y (Engineering S cience),40(8):1365-1370,1428(in Chinese with English abstract).附中文参考文献胡新丽,唐辉明,马淑芝,等,2006.基于NMR的库区滑坡三维稳定性数值模拟.地球科学———中国地质大学学报,31(2):279-284.蒋刚,林鲁生,刘祖德,等,2001.考虑非饱和土强度的边坡稳定分析方法及应用.岩石力学与工程学报,20(A01): 1070-1074.刘才华,陈从新,冯夏庭,2005.库水位上升诱发边坡失稳机理研究.岩土力学,26(5):669-773.刘晓敏,赵慧丽,王连俊,2001.非饱和粉质粘土的土水特性试验研究.地下空间,21(5):375-378.刘新喜,夏元友,练操,等,2005.库水位骤降时的滑坡稳定性评价方法研究.岩土力学,26(5):1427-1436.戚国庆,黄润秋,2004.土水特征曲线的通用数学模型研究.工程地质学报,12(2):182-186.唐辉明,马淑芝,刘佑荣,等,2002.三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对策研究.地球科学———中国地质大学学报,27(5):621-625.徐永福,董平,2002.非饱和土的水分特征曲线的分形模型.岩土力学,23(4):730-734.张培文,刘德富,黄达海,等,2003.饱和-非饱和非稳定渗流的数值模拟.岩土力学,24(6):927-930.张文杰,詹良通,凌道盛,等,2006.水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响.浙江大学学报(工学版),40(8):1365-1370,1428.296。

2002年中国地质大学（武汉）研究生院岩土工程、地质工程、环境工程专业研究生入学考试土力学试题一、论述题（60分，每题15分）1.简述Casagrade确定前期固结压力的方法（作一草图）。

2.简述非饱和土有效应力原理。

3.简述分层总和法计算地基最终沉降量的计算步骤。

4.简述Fellenius条分法（瑞典条分法）。

二、计算题（40分）1.已知某地基作用着如图1所示的垂直均布荷载p，阴影部分为荷载作用面积。

求A点下5米处的垂直附加应力。

（写出查表用的数据和最后表达式。

）（10分）2.一基坑直立挡土墙位于填土层与天然土层之间，如图2所示。

由于填土层的侧向作用，挡土墙向天然土层方向移动。

当移动停止时，填土层位于极限平衡状态。

（15分）1）确定作用在挡土墙上的土压力的性质；2）使用Rankine土压力理论分别求取A、B两点的土压力强度；（B点按天然土层位于极限平衡状态时土压力的50%计。

）3）分别绘出A 、B两点的应力圆与Coulumb抗剪强度线之间关系的示意图。

3.一均布条形荷载作用在均质地基上，如图3所示。

荷载强度p=200kPa，已知地基土C=0,φ=30°。

（15分）1）求A点的大、小主应力及其作用方向（不考虑自重应力）；2）若已知A点处σ1=65.16kPa，σ3=1.50kPa，试判断改点是否破坏。

2003年中国地质大学研究生院岩土工程专业研究生入学考试土力学试题一、论述题（100分，每题20分）1.举一工程实例说明有效应力原理在土体稳定性或土体变形问题中的应用。

2.简述Terzaghi饱和土体一维渗透固结理论。

3.根据试件在实验过程中固结和排水条件，土的静三轴试验可分为几种类型？每种类型分实验测定的抗剪强度指标是什么？各自模拟的现场条件是什么？4.简述Mohr-Coulomb理论的要点。

5.试述土压力理论在Terzaghi极限荷载公式中的应用。

二、计算题（50分，第1、2、3题任选2题，各20分，第4题10分）1.某饱和粘土层的厚度为10m。