三峡大学硕士学位论文三峡大学硕士学位论文目录绪论选题依据及研究意义国内外研究现状本文主要研究内容及其创新点本文研究技术路线本章小结膨胀土的膨胀收缩特性研究概述试验土样的基本性质膨胀土吸水膨胀试验膨胀土失水收缩试验本章小结基于裂隙图像处理的程序开发概述数字图像处理的基本理论软件的简介程序的编制及说明本章小结膨胀土裂隙开展规律室内模拟试验概述试验意义与目的试验方案试验成果分析浅析膨胀土裂隙开展的原因本章小结含裂隙膨胀土渗流场的有限元数值模拟概述膨胀土开裂状态的确定渗流分析有限元法的基本理论与计算方法膨胀土裂隙渗流分析的有限元求解膨胀土裂隙渗流计算有限元程序编写三峡大学硕士学位论文膨胀土裂隙渗流计算分析本章小结结论与展望主要结论展望参考文献后记附录Ⅰ攻读硕士学位期间发表的学术论文Ⅱ攻读硕士学位期间参与并完成的项目三峡大学硕士学位论文绪论选题依据及研究意义膨胀土是在自然地质过程中形成的具有特殊性质的土类，其矿物成分主要由强亲水性矿物蒙脱石与伊利石组成。由于蒙脱石和伊利石矿物本身特有的物理化学性质，遇水后水分子会进到矿物颗粒的内部，使得矿物颗粒的体积发生膨胀，失水后水分子会从矿物颗粒的内部渗出，使得矿物颗粒的体积发生收缩。因此，膨胀土是种对水具有较强的敏感性吸水膨胀软化，失水收缩开裂，而不同于其他普通粘土的特殊高塑性粘土。膨胀土的这种吸水膨胀，失水收缩的特点，在外界气候的干湿循环作用下致使土体内部形成杂乱分布的裂隙，破坏了土体的整体性，对建筑物尤其是对轻型建筑物路基机场渠道边坡以及堤坝等有严重的破坏作用，并且这种破坏往往是长期的反复的渐进的潜在的难以处理的。因此,孙长龙膨胀土性质研究综述水利水电科技进展,城乡建设环境保护部膨胀土地区建筑技术规范北京中国计划出版社廖世文膨胀土与铁道工程北京中国铁道出版社,三峡大学硕士学位论文刘特洪工程建设中的膨胀土问题北京中国建筑工业出版,李生林,秦素娟,薄遵昭等中国膨胀土工程地质研究南京江苏科学技术出版社,柯尊敬,常运焊膨胀土有关胀缩特性指标的理论关系广西水利水电,年第期邹越强,李永康,邵孟新膨胀土侧压力研究合肥工业大学学报张颖钧裂土挡墙土压力分布探讨中国铁道科学徐永福,龚友平,殷宗泽宁夏膨胀土膨胀变形特征的试验研究水利学报黄熙龄膨胀土二向变形的特性研究中国土木工程学会土力学及基础工程学会主编非饱和土理论与实践学术研讨会文集,北京,刘祖德,王园膨胀土浸水二向变形研究武汉水利电力大学学报孙振堂,秦小进,刘尧军石灰改良膨胀土的研究石家庄铁道学院学报陶太江,王志建,张家善膨胀土的工程特性对开挖边坡稳定性的影响安徽建筑工业学院学报,孟黔灵膨胀土的裂隙性对边坡稳定性的影响公路易顺民,黎志恒,张延中膨胀土裂隙结构的分形特征及其意义岩土工程学报卢再华,陈正汉,蒲毅彬膨胀土干湿循环胀缩裂隙演化的试验研究岩土力学袁俊平,殷宗泽,包承纲膨胀土裂隙的量化手段与度量指标研究长江科学院院报袁俊平,殷宗泽膨胀土裂隙的量化指标与强度性质研究水利学报马佳,陈善雄,余飞等裂土裂隙演化过程试验研究岩土力学李培勇,杨庆,来茂田等非饱和膨胀土裂隙开展深度影响因素研究岩石力学与工程学报李雄威,冯欣,张勇膨胀土裂隙的平面描述分析水文地质工程地质张薇薇含裂隙多孔介质非饱和渗流初步研究三峡大学,宜昌三峡大学硕士学位论文姚海林,郑少河,李文斌等边坡入渗分析中裂隙的处理方法第七届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会大连柴军瑞,件彦卿变隙宽裂隙的渗流分析勘察科学技术,孙役,王恩志,陈兴华降雨条件下的单裂隙非饱和渗流实验研究清华大学学报,詹美礼,胡云进,速宝玉裂隙概化模型的非饱和渗流试验研究水科学进展,速宝玉,詹美礼,张祝添充填裂隙渗流特性实验研究岩土力学张华非饱和渗流研究及其在工程中的应用中国科学院武汉岩土力学研究所博士学位论文,吴长文,陈法扬坡面土壤侵蚀及其模型研究综述南昌水专学报,沈冰,沈晋坡地降雨漫流的有限元模拟水利水电技术,年第期袁俊平,殷宗泽考虑裂隙非饱和膨胀土边坡入渗模型与数值模拟岩土力学郑少河,姚海林,葛修润裂隙性膨胀土饱和非饱和渗流分析岩土力学袁俊平，殷宗泽，包承纲等膨胀土裂隙的量化手段与度量指标研究长江科学院院报袁俊平,殷宗泽膨胀土裂隙的量化指标与强度性质研究水利学报唐朝生,施斌,刘春等影响黏性土表面干缩裂缝结构形态的因素及定量分析水利学报施斌,唐朝生,王宝军等粘性土在不同温度下龟裂的发展及其机理讨论高校地质学报唐朝生,崔玉军,施斌等土体干燥过程中的体积收缩变形特征岩土工程学报张家俊干湿循环下膨胀土裂隙体变与渗透特性研究华南理工大学,广州,李培勇,杨庆,栾茂田,汪东林非饱和膨胀土裂隙开展深度影响因素研究岩石力三峡大学硕士学位论文学与工程学报姚海林,郑少河,葛修润,等裂隙膨胀土边坡稳定性评价岩石力学与工程学报增姚海林,程平,吴万平基于收缩试验的膨胀土地基变形预测方法岩土力学张家发三维饱和非饱和稳定非稳定渗流场的有限元模拟长江科学院院报毛昶熙渗流数值计算与程序应用南京河海大学出版社,吴梦喜,高莲士饱和非饱和土体非稳定数值分析水利学报,张培文,刘德富,黄达海,等饱和非饱和非稳定渗流的数值模拟岩土力学童富果,降雨条件下坡面径流与饱和非饱和渗流耦合计算模型研究硕士论文宜昌三峡大学,荣冠,张伟,周创兵降雨入渗条件下边坡岩土饱和非饱和渗流计算岩石力学与工程报田东方降雨入渗与坡面径流三维有限元耦合模型研究及工程应用博士论文武汉武汉大学,三峡大学硕士学位论文后记在本文完成之际，衷心地感谢导师王志俭副教授三年以来为我付出的所有心血。回顾研究生的三年时光，没有王志俭副教授对我学习上的悉心指导以及生活中的无私关怀，我不可能过的这么充实，更不可能有所进步。王志俭副教授博学严谨的治学精神，言传身教的育人精神，质朴坦诚的为人风格，深深地影响和激励着我，并将在我以后的学习和工作生活中产生积极的影响。再次向恩师及其家人表示我衷心的感谢和诚致的祝福。本文是在王志俭副教授和曹玲老师的悉心指导下完成的。从最初的选题试验方案试验进程，到论文的结构安排，再到最终的文字润饰，都凝聚了两位老师大量的心血。在整个过程之中，王老师不辞辛苦，不嫌麻烦，多次阅读和修改了我的文章，并给我提出了很多切实可行的意见。王老师这种对学术丝不苟，对学生认真负责的精神，深深地感动和影响了我。最重要的是，王老师始终秉着“授人以鱼，不如授人以渔”的原则，将论文的写作方法技巧等技能倾囊传授，使我有了长足的进步。整个学习期间，受到张振华老师涂国保老师关倪老师的关心和帮助，在此表示最诚挚的谢意！感谢师兄宁万辉薛晶晶韩勇陈帅万诚毛求锋柯传芳王幸林宴华斌周小超邹良超师姐袁梦玲，他们在学习上的帮助和指导及无私的帮助，有缘与学友李耀安占礼及师弟王正禹叶建华贺雷吴杰李德忠师妹孙前程在起学习生活。在此我祝他们有个美好的将来。感谢我的好友付寿坤陈向科余奎卢星王勇等让我研究生三年的生活多姿多彩。感谢我的家人，直以来他们无私的爱和默默的支持，是我最大的动力，也是我永远的精神支柱，我唯有通过不断的努力和不断取得进步，才可以回报他们。在此，对我的家人，我表示深深的感谢！感谢三峡大学给予了我深造学习的机会和良好的学习氛围，感谢土木与建筑学院的各位领导和老师在我求学期间给予了我的帮助和支持，我直心存感激，今后我会以百倍的热情工作学习，力争有所建树，以报答学校与各位老师的教育之恩。最后，感谢曾经教育和帮助过我的所有老师。衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的专家和教授们！三峡大学硕士学位论文附录Ⅰ攻读硕士学位期间发表的学术论文刘专,王志俭,曹玲,叶建华控制体变及干湿循环下膨胀土强度变化规律研究,人民长江Ⅱ攻读硕士学位期间参与并完成的项目年，三峡库区含新增屏障区重庆市涪陵区地质灾害全面排查成果现场验收，主要负责报告的编写年，湖北省三峡库区后续地质灾害防治兴山县青岭沟不稳定斜坡勘察，主要负责现场勘察，稳定性计算，设计及报告编写年，湖北省三峡库区后续地质灾害防治兴山县乔家湾滑坡勘察，主要负责现场勘查及报告编写年，湖北省三峡库区后续地质灾害防治秭归县白水河滑坡勘察，主要负责原位大剪试验，稳定性计算，设计及报告的编写。三峡大学硕士学位论文指导教师学科系主任院分管领导分类号密级硕士学位论文膨胀土的开裂规律试验研究及含裂隙膨胀土渗流场的数值模拟学位申请人刘专学科专业防灾减灾工程及防护工程指导教师王志俭副教授二三年五月,三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期三峡大学硕士学位论文内容摘要膨胀土是种具有显著胀缩性裂隙性和超固结性三大特性的特殊性粘土，遇水膨胀失水收缩是其典型特性，三大特性中的裂隙性是造成“逢堑必滑，有堤必塌”的关键因素。因此，开展膨胀土开裂规律方面的研究，具有重要的理论意义和工程价值。本文首先根据膨胀土试样的失水收缩吸水膨胀的变形规律，设计了套室内膨胀土裂隙发育试验，然后利用程序编制裂隙图片处理程序对裂隙图片中裂隙特征进行统计，总结裂隙发育的规律，最后根据裂隙特征参数结合膨胀土膨胀试验，利用语言编写含有裂隙膨胀土渗流场分析的有限元程序，来计算分析含裂隙膨胀土体的渗流场问题。本文的主要研究内容及成果如下通过开展膨胀土室内不同初始条件的收缩膨胀试验发现膨胀土的膨胀收缩变形时程规律可以采用药物反应的对数模型进行定量化分析膨胀土吸水膨胀变形随含水量的增加呈线性递减，随干密度增加呈线性增加关系膨胀土失水收缩变形与其相反，随含水量的增加呈线性增加随干密度的增加呈线性递减关系。通过数字图像处理的基本理论处理方法的学习，利用软件建立了图像灰度化图像阀值选取图像二值化图像去杂桥接图像提取骨架图像裂隙统计程序界面化七步骤的裂隙图像分析方法程序，使编制的裂隙图像处理程序能很好的对膨胀土试样开裂过程进行连续动态无损及定量观测与统计。通过开展膨胀土在失水作用下的裂隙发展规律进行了室内试验，研究膨胀土裂隙的开展规律。试验结果分析表明膨胀土裂隙发育规律与膨胀土膨胀收缩变形样，可以采用药物反应的对数模型对其时程规律进行定量化分析裂隙与初始条件成线性关系，随含水量的增加而增加，随干密度的增加而降低。将裂隙视为种具有深度宽度土体材料，编制了考虑裂隙愈合的膨胀土渗流计算有限元程序，并将数值计算结果与无裂隙相同尺寸的膨胀土样渗流计算结果进行了对比。结果表明裂隙加剧了水份入侵，裂隙周围土体的吸力在降雨入渗过程中迅速衰减降雨入渗过程中，浅表层土体吸力明显下降，而较大埋深处吸力变化量不太大。关键词膨胀土不同初始条件裂隙特征图形图像处理时程规律渗流场数值计算三峡