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2、夜晚,我做完了一天的作业,刚想站起来打个哈欠,恰在这时,一道闪电从我窗前闪过,我下意识的捂住眼,当我再睁开眼时,却发现自己竟然真的变成了一盏路灯,浑身穿着雪白的衣裳,头上戴着金灿灿的灯泡,真是太好了,我真的变成了一盏路灯了!我高兴地望着四周,看着那些骑着自行车去上晚自习的大姐姐们,忽然感觉有一点小失落,但没一会儿就消失得一干二净了,因为我现在再也不用天天听爸妈的唠叨了。
3、这时,旁边的一盏年长的路灯问我:“看你这满身雪白的衣裳,一定是新来的吧?”我高兴地说“嗯,你看我这身新衣服漂不漂亮?”路对面的另一盏路灯也开口了“你别太高兴了,现在的人可没素质了。”“是啊,有时候一些人走在大街上不看路,不小心撞你身上了,还指责你,更令人生气的是,有时候还不忘踢上你一脚”,说着他还让我看他身上的伤痕,“可不是嘛”另一盏路灯也来说“现在的人老是把吃过的泡泡糖粘我身上,弄得我浑身脏兮兮的。”路灯们一句又一句地指责着人们的各种表现……
4、我刚想为我们人类申辩两句,啊?这是什么东西?好痛啊,这时我低头一看,发现一个小孩正在我身上用小刀划着玩呢,好痛啊,可是我现在不能动,只能默默地看着,小刀带给我的疼痛使我逐渐迷迷糊糊的昏了过去。
兰兰不知道从哪里听来,狐狸博士正在研究一种药水,很神奇,往身上一喷就可以变成你想要的模样。”兰兰知道了心里那个乐呀。
兰兰来到了研究所,气都不喘就急忙敲门,并大喊:“狐狸博士快开门啊,我有急事找您。”正在专心研究的狐狸博士听到了急促的敲门声。把门打开,看见兰兰站在那里。狐狸博士问:“兰兰你有事吗?”兰兰迫不及待地说:“狐狸博士听说你正在研究一种神奇的药水,只要往身上一洒就可以变形,是不是呀?”狐狸博士很惊讶:“你是怎么知道的?”兰兰急切地说:“我就知道,你能让我试一试吗?”狐狸博士跟她讲:“药水还没试验过,解药也没研制出来,你回去吧。”可是兰兰就是死缠着狐狸博士,说:“没解药无所谓,只要能变形就行,我已经厌倦了兔子身。”狐狸博士执拗不过她,便答应了。
兰兰的愿望终于实现了。她变成了梦寐以求的小蜜蜂,她扇动着金色的翅膀,尽情地在花丛中翩翩起舞,乐坏了。不知不觉一天过去了,一群蜜蜂刚好经过,兰兰也趁机跟在他们的队伍中想溜进窝里。守门员却不让兰兰进去。兰兰觉得奇怪,就问:“我为什么不准进?”守门员说:“你没有劳动,我们勤劳的蜜蜂家族回家时每个身上都有花粉,而你身上半点都没有,你以为我们的‘勤劳’是浪得虚名吗?快离开这儿。”其他的蜜蜂也大喊:“赶她出去,打死她,她可能是奸细。”声音刚落,一群家伙便蜂拥而上,准备打她。可把兰兰吓死了,赶紧逃离。
兰兰飞了一天,又饿又冷,找地方停下来休息,看着无边的黑夜,兰兰害怕了,后悔了,流着泪想家想爸妈。可是,回家的路那么远,什么时候才能见到爸妈,回到温暖的家呀?突然,一股热浪冲醒了她,她睁开眼,不禁吓了一跳,原来她是睡在了烟囱上。
兰兰伤心极了,她想做回自己。飞去找狐狸博士,但是狐狸博士根本就不知道她是兰兰,不让她进门。兰兰东飞飞,西飞飞,谁也不理她。孤独、饥饿和疲惫像毒蛇一样撕咬者她。幸好有只好心的小蜜蜂发现了她,小蜜蜂把自己采的花蜜喂给兰兰吃,还给她讲勤劳好学的道理。
大约两个月前,我跟妈妈去泗河玩。到了泗河河堤,我随便翻开一个大石头,发现里面居然有一个胖胖的大青虫。我高兴得不得了,向妈妈大声嚷嚷:“虫子!我发现了一个虫子!”。妈妈赶过来看了看,说:“这个虫子没毒,可以拿着玩”。我仔细观察那条虫子,发现它皮肤下面有一丝丝的黑线在蠕动。我小心翼翼地把虫子带回家,把它放在一个干净的玻璃瓶里,里面还放了几片嫩嫩的叶子。我问妈妈:“虫子长大后会变成什么啊?”妈妈说:“会变成蝴蝶的。”那天夜里,我做了一个美梦,梦见我的虫虫变成了一只美丽的蝴蝶,它在我家里飞啊飞。
第二天,我刚一起床就迫不及待得去看虫虫,发现叶子的边缘有几个圆圆的洞,瓶子的一角还有不少黑黑的粪便,原来是虫虫吃叶子了。在我的细心照料下,大约一星期后,我发现虫虫变成了一个金黄色的蛹,一种非常漂亮的金黄色,我更加高兴了。可是从那以后,虫虫就不吃叶子了。我每天都去看我的虫虫,它几乎每天都在变化,渐渐的,蛹的前端长出了两个黑黑的小点,好像蝴蝶的两个眼睛,蛹的两边有类似翅膀的东西长出,蛹的尾部象蝴蝶一样一圈一圈的。我看它一动也不动,以为它死了,就用小木棒碰碰它,发现它的腹部会动,就放心了。在以后的半个月的时间里,蛹变得越来越黑,越来越黑,有一天,我发现它变成了一种不可思义的黑色,我就更加期待着它最终的变化了。
大约又过了两天,吃过午饭,我突然想起它,就向我装虫虫的瓶子里看了一眼。可是,眼前的景象把我惊呆了,你知道我看到了什么吗?瓶子里居然有一只大大的灰色的蛾子,它浑身灰扑扑的,显得又丑陋又肮脏,它的身旁是它蜕下的外壳。看到它似乎要从瓶子里展翅飞出的样子,那个样子令人恶心极了。我马上说:“把瓶子扔了把。”我父母都同意了,于是,垃圾坑成了虫虫最后的归宿。
通过这次难得的经历,我懂得了一个道理:做任何事情都不要只看到它的表面现象,要看事物的发展变化才行。往往现实跟想象是不同的。
Abstract: In the construction, it is often necessary to dig, for this situation the impact of groundwater seepage on the slope should be taken into account, so as to strengthen the slope. This paper deals with the problem of slope change through the finite element method which is widely used in the world, at the same time gives the analysis and conclusion of the solution to the problem in the past, and combines the method of mathematical analysis and ABAQUS software simulation, which is the improvement of the previous treatment methods, can help us more clearly and accurately analyze the slope deformation caused by groundwater seepage, so that we make a reasonable solution on the deformation in the case of accurate data statistics.
关键词: 地下水位;边坡;安全系数;位移
Key words: groundwater level;slope;safety factor;displacement
中图分类号:U416.1+4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)24-0146-02
0 引言
通过实际考察发现,基坑边坡不稳的情况往往是由多种因素共同影响所造成的,在这些影响因素中,地下水的影响是最为严重的。这就涉及到对基坑的排水处理问题,否则会造成基坑不稳,更严重的甚至会引发工程事故。所以说对于施工建设中的基坑排水问题处理是关乎整个工程建设的大问题。分析出地下水是以何种形式进行渗透,加强对基坑边坡的加固以及分析地下水渗流对基坑边坡稳定性的影响,对于工程建设意义重大。
1 国内外对于渗流理论的研究
1.1 结合工程―实验方法的初期阶段
一九五六年Henry Darcy通过观察分析出水对于均质砂的渗透规律,并以此总结出Darcy定律,宣告着人们对于渗透理论的研究开始,并为渗透理论奠定了基础,随着科研的进步,这种理论渐渐展现出它的不足,稳定渗流理论仅是描述了静态下水的渗透,并未以时间作为参考线,这使得该理论存在一定的局限性。这属于古典渗流理论范畴。
1.2 以解析数学方法研究的发展阶段
一九零四年起,人们开始使用微积分方程来计算地下水流对于边坡的影响,直到一九二八年,O.E.Meinzer发现地下水是不稳定的,并且在承压的部分会含有更多的水分,一九三五年C,V,Theis创造了对于不稳定渗水的计算公式,这些计算方法的更新都意味着人们对渗水有了更深的研究,对渗水而造成的边坡不稳定奠定了计算基础。直到今天,人们对于地下水渗流有了更多的数学计算方法,并在工程建设中被广泛使用。
1.3 通过数学模拟深化研究
随着数字模拟技术的发展,人们逐渐将这种方法应用于各个领域,在研究地下水渗流中也有应用,通过这种方法,人们能了解到渗流对于边坡影响的各种细节,并以此来寻找其与边坡稳定之间的规律,这使得人们在研究地下水渗流作用中取得了巨大成果。
2 对于地下水渗流引起的基坑稳定性研究现状
在世界范围内,人们在这方面的研究,已经取得了很好的成绩,但国内并未有太多研究结果,沈珠江和张\厚使用耦合变形分析对边坡的水渗流进行了相关研究,在一九九六年罗晓辉对定常及非定常情况下水渗流对边坡影响展开相关研究,而相对于国内,国外的相关研究已经趋于成熟。
3 强度折减有限元法
随着电子技术的广泛应用,人们可以应用有限元计算技术来研究边坡的稳定性。
3.1 强度折减的概念
在当今社会人们常使用的方法是使材料支撑度不变,提高负载,求出支撑度的临界系数,或者负载不变减少材料的支撑度,这两种方法的实质是相同的。强度折减方法是在一九七五年被提出,其内容为:在支撑度恒定状态下,边坡的抗剪度和实际剪应力的比值。
3.2 强度折减法的原理
其方法原理是把边坡土质的支撑度C和Φ比上折减系数F,算出比值C′和Φ′,然后将比值使用有限元的方法再进行计算,假如边坡土质合格,则F就是边坡的稳定系数极小值,这是土质支撑力的临界点;C′和Φ′可通过以下公式求得:C′=C/F;Φ=arctan(tanΦ/F)。
4 ABAQUS软件分析基坑边坡稳定性
ABAQUS软件一种常用的工程建设分析软件,他可以对不同建设工程中复杂的几何边缘进行建模,无论是线性或非线性问题,ABAQUS软件都能进行建模分析。
ABAQUS软件的使用范围甚广,能解决不同条件下的结构问题,其处理结果简单易懂,当加大边坡的承压力时,观察土质边坡是否发生破坏,若未发生破坏则继续加压,直至土质边坡产生形变,此时土质边坡所承受的压力即为其承压的临界点。将ABAQUS软件应用于土质边坡承重的研究中,能够更快捷更方便地发现问题所在点,从而找出解决办法。在处理土质变形的问题中使用该软件能够得到更清晰的分析结果。
5 渗流场和应用力场耦合的有限元分析
土质结构中若存在水分,则会形成水压,从而造成土质颗粒的不平衡,影响土质结构,这对于工程建设是非常不利的。所以减少建设地周围的地下水位,改变土质应力,加强土质边坡结构,这对于基坑的稳定性以及工程建设是非常重要的。
要研究水位变化对于应力场的影响,高度重视水位对应力场造成的变化,记录数据,通过有限元的方法进行分析。
自一九六零年起,各领域的学者已经开始应用耦合分析的方法来进行土质工程的研究,尤其是在进行水坝建设的过程中,耦合分析法被广泛使用,这对于保证水坝的坚固度、使用寿命以及工作效率有很大的影响。
在不能完全观察清楚水流动态的情况下,要采取假想水流的方法来进行研究,通过假想来模拟真正水流的动态,假想水流法兼备下列性质:
第一,通过切面的水流量应该与实际流量相符,而实际流量是可以通过测算得出的。第二,假想水流的切面压力应该与实际相符,通过检测可得到真实切面水压。假想水流在流动过程中所受阻力应与真实情况相符。
符合以上要求的假想水流,才能做到模拟真实,我们将假想水流简称为渗流,把假想水流所通过的区域命名为渗流场。
①渗流种类:
1)稳定渗流:这种是针对于水头以及水流速度,不因时间而变化的情况。2)非稳定渗流:这是区别与稳定渗流的一种情况,其水头和水流速度均以时间的变化而变化。
②水力梯度。
在出现水流的区域往往不同点的水压存在差别,水流根据水压的不同从压力较高区域流向低压区域,我们将这种区域间的压力差称之为水力梯度。
③渗流量。
渗流量即单位时间内通过水流渗透切面的水流量,我们将之称为渗流量。
④渗透力。
渗透力简单来说就是通过渗透面的水压,在水流通过土质结构颗粒空隙的时候,会对土质结构形成相应压力,它的大小与土质结构所产生的阻力相同,我们将这种有由于土质结构对渗透水流所产生的压力称之为渗透力。
⑤渗流场与应力场耦合分析。
在进行工程建设中,往往需要降低施工区域水位,在这个过程中渗透力、水力梯度以及其它因素也会随之而改变,这种变化会导致土质结构的渗流场和应力场随之改变,面对这种变化,使用渗流场与应力场的耦合分析方法往往会得到更有效的结果。
6 基坑降水渗流场的耦合性状分析
在水坝建设,工程深挖的问题都能够使用渗流场的耦合分析来进行解决只有在问题相对容易处理的情况下,我们才会采取其他措施来进行问题的解决,例如稳流状况。对于许多的工程建设,存在两种解决方法,一种是使用假设水流的方法,将复杂的实际问题简化,从而更简单地对问题进行处理;另一种是通过计算机手段对各种影响因素进行模拟。模拟常使用固定单元模拟或边界单元模拟的方法,目前使用最为广泛的是固定单元模拟的方法。
基坑降水所形成的渗流场以及应力场是一种不均匀、不平滑的土质切面,对于这种难以解决的问题,通常要进行ABAQUS软件模拟。
7 地下水渗流作用下的边坡稳定性分析
在进行工程挖掘时往往会遇到某些地方地下水位较高的情况,并且高水位会形成较大的渗透力,这会对挖掘区域的应力场造成影响,所以在进行计算的时候要考虑水压、土压以及边坡的侧压力,如果情况严重甚至会造成地表下沉。通过分析以往的施工建设事故案例发现,大部分事故都是由于渗流所引起的,因此做好渗流情况的处理对于施工建设的意义重大,尽可能在进行施工之前,对区域内的各种因素进行勘察,以求施工的安全性,减少事故的发生几率。
现今社会对于渗流分析使用最为广泛的是数学建模的方法,其方法主要有有限差分法和限元法,在处理坡面条件相对简单的情况可以使用有限差分法,但在面对坡面条件相对复杂的情况时就要使用限元法来进行解决。本文是结合使用ABAQUS软件和数学分析的方法对于边坡稳定情况进行问题的解决,使用这种方法的优点在于方法简洁、结果明了。
8 结束语
通过本文总结,可以使读者清晰地了解对于水渗流情r下的边坡稳定情况,以及这种情况的以往解决办法和现今的解决办法,以往的处理办法主要是针对稳定水流的情况,随着数学分析的发展以及电子技术的进步,我们有了更理想、更先进的解决办法,即强度折减有限元法以及应用ABAQUS软件模拟的方法。对于边坡的变形规律,我们可以通过软件模拟来清楚的再现边坡的变化,从而做到提前防护,施工保护以及时候维护。通过各种先进技术的优势,在未来的施工环境将会更加安全。
参考文献:
[1]黄帅,张力方,吕悦军.地下水位变化对砂质边坡地震稳定性的影响研究[J].防灾减灾工程学报,2015,35(5):599-606.
[2]黄帅,王洪祥,王荣.地下水和地震共同作用下的边坡稳定性分析[J].金属矿山,2015(7):135-138.
《变形小兔历险记》非常好看。故事是这样的:小兔子兰兰是个懒惰的孩子,她不爱干活,也不学本领,但她很想变成一只小蜜蜂。一天,狐狸博士发明了一种药水,想变什么就能变成什么,但药水没有解药,15天之后才能变回自己。经过兰兰的一番苦苦哀求,狐狸博士把药水给了兰兰,这样兰兰就变成了小蜜蜂。可是她太懒惰了,谁也不喜欢她。后来,经过了很多的磨难,也始终没有谁理她。在饥饿、孤独和疲劳中,她感到绝望了。这时一只很有同情心的蜜蜂给了她很多帮助,并给她讲了勤劳好学的道理,最终,兰兰认识到了自己的错误,变成了村子里最勤劳的兔子。
这个故事让我明白了两个道理。一是懒惰的人将一事无成,人人都不会喜欢她。我们要做一个勤劳的人,不能像兰兰那样懒惰。只有通过自己的努力,才能实现自己的理想,成为有用的人,成为让别人喜欢的人。二是自己的本性要善良。每个人、每种动物都有自己的长处和短处,要善于发现自己的长处,改善自己的短处,做到扬长避短。正所谓:“天生我才必有用”嘛!
小朋友们,大家一定不能懒惰哦!
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