干濕循環(huán)對弱膨脹性巖土工程邊坡穩(wěn)定性的影響

最新【精品】范文參考文獻專業(yè)論文 巖土工程邊坡的穩(wěn)定性分析與設(shè)計 巖土工程邊坡的穩(wěn)定性分析與設(shè)計 摘要：我國的巖土工程發(fā)展迅速,交通、水利、礦山等相關(guān)部門 都會涉及很多邊坡問題，特別是山區(qū)的邊坡，由于各種地質(zhì)環(huán)境的影 響，處于山區(qū)地段的邊坡穩(wěn)定性直接影響著山區(qū)老百姓的人身安全， 滑坡災(zāi)害嚴重危及到國家基礎(chǔ)建設(shè)，所以對巖土工程邊坡的穩(wěn)定性研 究十分必要。本文在對邊坡進行穩(wěn)定性分析和討論的基礎(chǔ)上，介紹了 邊坡的破壞形式和影響因素，概述了邊坡的穩(wěn)定性分析方法，并通過 實例闡述了邊坡穩(wěn)定性分析方法的具體應(yīng)用，最后對邊坡穩(wěn)定性的設(shè) 計方法進行了探討。 關(guān)鍵詞：巖土工程邊坡；穩(wěn)定性分析；定量分析；有限元；防護 中圖分類號：f407.1文獻標(biāo)識碼：a 一、巖土工程邊坡的破壞類型及影響因素 邊坡分為人工邊坡和自然邊坡。由于受設(shè)計和施工以及其他因素 的影響，邊坡土體會出現(xiàn)失

雨水的入滲作用對順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有較大影響。文中在分析降雨入滲過程的基礎(chǔ)上，采用立方定律及光滑板模型等理論對降雨入滲作用下巖體受到的拖拽力、滲透力進行了求解；通過雨水入滲條件下邊坡穩(wěn)定性分析驗算，依據(jù)達西定律，提出了以邊坡裂隙沖水高度和降雨強度為指標(biāo)判定邊坡穩(wěn)定性的方法，并對其進行了求解。

膨脹土的干濕循環(huán)性狀及其在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用——膨脹土的干濕循環(huán)性狀在膨脹土邊坡的穩(wěn)定性分析中占有重要地位。通過膨脹土的干濕循環(huán)試驗，得出膨脹土性狀變化的基本規(guī)律：干濕循環(huán)導(dǎo)致膨脹土性狀的衰減，在經(jīng)過4～5次干濕循環(huán)之后，其性狀改變趨于穩(wěn)定...

膨脹土的干濕循環(huán)性狀在膨脹土邊坡的穩(wěn)定性分析中占有重要地位。通過膨脹土的干濕循環(huán)試驗,得出膨脹土性狀變化的基本規(guī)律:干濕循環(huán)導(dǎo)致膨脹土性狀的衰減,在經(jīng)過4~5次干濕循環(huán)之后,其性狀改變趨于穩(wěn)定。從土的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),對這些基本規(guī)律給出解釋;并將這些基本規(guī)律應(yīng)用到膨脹土邊坡的穩(wěn)定分析中,得出了符合工程實際的計算結(jié)果。

降雨對膨脹土邊坡穩(wěn)定性影響較大。本文基于abaqus有限元軟件,以吉林至琿春客運專線路塹膨脹土邊坡為研究對象,在考慮滲流場和應(yīng)力場耦合的作用下,對邊坡的孔壓,飽和度,位移和應(yīng)力等響應(yīng)進行研究,擬合出土水特征曲線,得出在降雨條件下,隨著降雨的入滲,土體飽和度增加,土體孔壓增大,吸力減小,土體在坡腳和坡面位移增大,出現(xiàn)塑性區(qū),可能會造成滑坡。

依托吉圖琿客專選取典型膨脹土邊坡斷面,基于abaqus有限元軟件,采用理想線彈塑性mohr-coulomb三維立體模型,應(yīng)用強度折減法,通過對比分析抗滑樁加固前后邊坡失穩(wěn)時的滑動面特征,研究表明:抗滑樁阻止了上部土體向下的滑移變形,但樁前土體仍然產(chǎn)生了滑移變形,對膨脹土邊坡防治效果顯著。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國的建設(shè)工程穿越膨脹土地區(qū)越來越多,如果不慎重處理,膨脹土極易產(chǎn)生滑坡,影響建設(shè)工程的正常施工。本文重點分析了裂隙及降雨對膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,裂隙位于邊坡坡面上時膨脹土邊坡的穩(wěn)定性比裂隙位于坡頂時邊坡的穩(wěn)定性差；裂隙深度越深,邊坡穩(wěn)定性越差；降雨會使膨脹土表層強度迅速降低,從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

決定公路邊坡穩(wěn)定性的因素較多,分析影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素,結(jié)合實際工程,在充分考慮各種實際因素的情況下,針對不同路段提出了不同的穩(wěn)定性防護措施,可為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考所用。

1 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價方法 [摘要]通過對邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價方法的介紹，分析了工程可靠性控制及措 施。 [關(guān)鍵詞]邊坡、可靠性、地質(zhì)評價 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價包括兩方面的任務(wù)：一方面要對與工程 活動有關(guān)的天然斜坡或人工邊坡的穩(wěn)定性作出定性和定量的評價，另一 方面要為設(shè)計合理的人工邊坡和邊坡變形破壞的防治措施提供依據(jù)。邊 坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評價方法可概括為地質(zhì)分析法(歷史成因分析法)、 力學(xué)計算法和工程地質(zhì)類比法三種。 邊坡穩(wěn)定分析應(yīng)收集下列資料：①地形和地貌特征；②地層巖性和 巖土體結(jié)構(gòu)特征：③斷層、裂隙和軟弱層的分布、產(chǎn)狀、充填物質(zhì)以及 結(jié)構(gòu)面的組合與連通率；④邊坡巖體風(fēng)化、卸荷深度；⑤各類巖土和潛 在滑動面的物理力學(xué)參數(shù)以及巖體應(yīng)力；⑥巖土體變形監(jiān)測和地下水觀 測資料；⑦坡腳淹沒、地表水位變幅和坡體透水與排水資料；⑧降雨歷 時、降雨強度和凍融資料；⑨地震

本文以非飽和土力學(xué)理論為基礎(chǔ),考慮了降雨入滲過程中的滲流-應(yīng)力耦合過程,采用geo-studio軟件對非飽和土邊坡進行數(shù)值模擬分析,得出不同降雨歷時對邊坡孔隙水壓力和位移的影響規(guī)律,以及邊坡穩(wěn)定性系數(shù)的變化。該研究成果為正確認識降雨條件下滑坡發(fā)生的機理提供了科學(xué)依據(jù),為降雨型滑坡的監(jiān)測預(yù)警分析提供了基礎(chǔ)。

為研究近斷層地震動特性及其入射方向?qū)吰碌卣痦憫?yīng)的影響,首先,考慮邊坡對地震波的散射規(guī)律,提出了一種能夠考慮地震波任意角度入射的地震動輸入方法,該方法能夠準(zhǔn)確考慮模型邊界兩側(cè)的動力相互作用且簡單易操作。其次,運用提出的地震動輸入方法,通過有限元參數(shù)分析研究了地震波入射角對邊坡地震響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)同時考慮p波及sv波入射時,由于兩種波形的疊加作用,邊坡的放大效應(yīng)較一種波形單獨作用時更加顯著,且坡面上加速度分布更不均勻。地震波的入射角能夠顯著影響邊坡的地震響應(yīng),隨著地震波入射方向與坡面間夾角的增加,邊坡對地震動的放大效應(yīng)越明顯,坡面上加速度分布越不均勻。

非線性優(yōu)化方法主要缺陷在于當(dāng)邊坡土層為非均質(zhì)復(fù)雜條件時,無法保證搜索到安全系數(shù)的全局最小解,而只能搜索到局部極小解?；谶z傳算法,建立了搜索巖土邊坡穩(wěn)定性分析最小安全系數(shù)和滑移面中心坐標(biāo)與半徑的數(shù)值方法。問題的可行解在變量搜索區(qū)間內(nèi)搜索,包括滑弧的圓心坐標(biāo)和半徑。數(shù)值模擬結(jié)果表明,遺傳算法搜索到的邊坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)與理論解是一致的。

針對汶川地震區(qū)邊坡,介紹了邊坡的工程背景和滑坡現(xiàn)狀,研究了地震和降水耦合條件作用對邊坡穩(wěn)定性的影響。探索了加筋擋土墻在地震區(qū)邊坡應(yīng)用的可能性,使用基于極限平衡法的slide軟件進行不同工況條件下邊坡穩(wěn)定性的計算,分析了不同的加筋方案對加筋擋土墻性能的影響。研究表明:在地震作用下,邊坡土體原有的結(jié)構(gòu)體系遭到破壞,土體變得較松散,甚至產(chǎn)生張拉裂縫,為雨水的滲入提供了通道,對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。數(shù)值模擬計算得出,邊坡在排水條件下基本處于極限平衡狀態(tài),最危險滑動面位于邊坡下部,但滑動區(qū)域相比飽水條件下明顯減小,危險滑動面面積也隨之減小,而合理的削坡、建立有效的坡表排水系統(tǒng)和加筋擋土墻加固可較大程度的提高坡體穩(wěn)定性。

從降雨入滲對邊坡土體吸力的影響、降雨對邊坡地下水位的影響、降雨對邊坡土體強度的影響以及對坡面沖蝕四個方面，分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機理，并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測預(yù)報分析模型。

從降雨入滲對邊坡土體吸力的影響、降雨對邊坡地下水位的影響、降雨對邊坡土體強度的影響以及對坡面沖蝕四個方面,分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機理,并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測預(yù)報分析模型。

為了研究西藏林芝特有土質(zhì)邊坡在降雨入滲條件下的穩(wěn)定性,在飽和-非飽和土理論的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件對邊坡在發(fā)生降雨入滲后土體的孔隙水壓力和變形兩個方面進行研究.通過數(shù)值模擬結(jié)果可知,發(fā)生降雨后邊坡的孔隙水壓力與降雨前相比有所上升,并且隨著降雨歷時的增加,孔隙水壓力的影響深度也在持續(xù)增加,但在15m以下的土體中,孔隙水壓力隨雨水入滲的變化相對較小,說明達到一定的深度后降雨對土體的抗剪強度影響較小;另一方面,雨水的入滲導(dǎo)致了邊坡在水平和豎直兩個方向的變形,變形的形式主要表現(xiàn)為坡頂?shù)南蛳鲁料莺推履_處向外側(cè)的移動,并且隨著降雨時間的增長變形在不斷地增加,導(dǎo)致邊坡存在發(fā)生滑動變形的趨勢.

為研究隧道開挖對邊坡穩(wěn)定的影響，結(jié)合某隧道工程實例，采用有限元方法分析隧道開挖不同深度對邊坡穩(wěn)定的影響。結(jié)果表明：距坡頂5～15m范圍內(nèi)，隧道開挖對邊坡擾動不大；15～25m范圍內(nèi)，邊坡的最大位移呈線性遞增規(guī)律，位移變化量在工程可控制范圍內(nèi)，可認為此范圍是隧道埋深的合理位置；靠近坡腳25～30m范圍內(nèi)，邊坡位移量急劇增長，對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴重的影響；在隧道開挖卸載過程中，受到影響的主要范圍是隧道周邊和邊坡中上部。

通過對巖土工程中邊坡穩(wěn)定性的影響因素開展分析,明確了其存在外部與內(nèi)部多種影響因素。在此基礎(chǔ)上,以黃土邊坡為例,對瑞典圓弧法、極限平衡法的應(yīng)用進行了分析,同時還提出了邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)、聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)和雷達監(jiān)測裝置等監(jiān)測邊坡的主要方法,以便為關(guān)注這一類話題的人們提供參考。

隨雨水入滲和蒸發(fā),土質(zhì)邊坡的含水率在逐漸增加,基質(zhì)吸力也在不斷變化,這對土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大影響。本文利用geostudio軟件以三峽庫區(qū)典型滑坡樹坪滑坡為模型,分析了不同時步浸潤線的位置變化及孔隙水壓力變化,說明滑坡所經(jīng)歷的降雨過程、降雨量大小、蒸發(fā)量及其變化規(guī)律,也相應(yīng)影響了邊坡體內(nèi)部地下水滲流的變化以及滲流場浸潤線的變化,因此,可以依據(jù)降雨量和蒸發(fā)量的變化情況對堆積層滑坡穩(wěn)定性進行分析和預(yù)測預(yù)報。

影響邊坡穩(wěn)定的因素有靜力的動力的，內(nèi)在的和外在的。爆破振動作為動力影響因素之一，主要表現(xiàn)了它的人為性和可控性特點。爆破振動對邊坡的影響基本上可以由爆破技術(shù)（方式）和爆破規(guī)模加以控制。本文初步討論了爆破振動動對邊坡穩(wěn)定性影響的分析方法，探討了適于邊坡穩(wěn)定性分析的爆破振動破壞判據(jù)，提出減小爆破振動對邊坡破壞的措施和方法。

提出降雨對邊坡穩(wěn)定性影響研究的意義,指出降雨入滲是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素,從理論研究、現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗3方面綜述了降雨入滲對邊坡穩(wěn)定性影響的研究現(xiàn)狀。歸納和總結(jié)了飽和-非飽和理論和邊坡穩(wěn)定性分析方法、邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律及影響因素。其中,重點介紹了極限平衡法﹑極限分析法﹑有限元法等相關(guān)方法,并且指出了它們的優(yōu)點和存在的相關(guān)問題,在此基礎(chǔ)上綜述了相關(guān)試驗研究現(xiàn)狀,并指出其中的不足。最后針對目前研究中所存在的問題就今后的發(fā)展方向提出了自己的看法。

邊坡穩(wěn)定性分析——本講義主要講解邊坡穩(wěn)定，從四個方面講述：影響邊坡穩(wěn)定性的因素，邊坡工程地質(zhì)研究，邊坡穩(wěn)定性分析，邊坡治理。影響邊坡穩(wěn)定性因素：1、開采條件2、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)3、地質(zhì)構(gòu)造4、水文地質(zhì)條件5、爆破震動影響6、其他因素