干濕循環(huán)對(duì)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(xiàn)專業(yè)論文 巖土工程邊坡的穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì) 巖土工程邊坡的穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì) 摘要：我國(guó)的巖土工程發(fā)展迅速,交通、水利、礦山等相關(guān)部門 都會(huì)涉及很多邊坡問(wèn)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(yán)重危及到國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)，所以對(duì)巖土工程邊坡的穩(wěn)定性研 究十分必要。本文在對(duì)邊坡進(jìn)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(guò) 實(shí)例闡述了邊坡穩(wěn)定性分析方法的具體應(yīng)用，最后對(duì)邊坡穩(wěn)定性的設(shè) 計(jì)方法進(jìn)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(hù) 中圖分類號(hào)：f407.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)和施工以及其他因素 的影響，邊坡土體會(huì)出現(xiàn)失

雨水的入滲作用對(duì)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(guò)程的基礎(chǔ)上，采用立方定律及光滑板模型等理論對(duì)降雨入滲作用下巖體受到的拖拽力、滲透力進(jìn)行了求解；通過(guò)雨水入滲條件下邊坡穩(wěn)定性分析驗(yàn)算，依據(jù)達(dá)西定律，提出了以邊坡裂隙沖水高度和降雨強(qiáng)度為指標(biāo)判定邊坡穩(wěn)定性的方法，并對(duì)其進(jìn)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(guò)膨脹土的干濕循環(huán)試驗(yàn)，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(guò)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(guò)膨脹土的干濕循環(huán)試驗(yàn),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(guò)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(duì)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(shí)際的計(jì)算結(jié)果。

降雨對(duì)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(yùn)專線路塹膨脹土邊坡為研究對(duì)象,在考慮滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)耦合的作用下,對(duì)邊坡的孔壓,飽和度,位移和應(yīng)力等響應(yīng)進(jìn)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(huì)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(qiáng)度折減法,通過(guò)對(duì)比分析抗滑樁加固前后邊坡失穩(wěn)時(shí)的滑動(dòng)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(duì)膨脹土邊坡防治效果顯著。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的建設(shè)工程穿越膨脹土地區(qū)越來(lái)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(diǎn)分析了裂隙及降雨對(duì)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(shí)膨脹土邊坡的穩(wěn)定性比裂隙位于坡頂時(shí)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(huì)使膨脹土表層強(qiáng)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(shí)際工程,在充分考慮各種實(shí)際因素的情況下,針對(duì)不同路段提出了不同的穩(wěn)定性防護(hù)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(píng)價(jià)方法 [摘要]通過(guò)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià) 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)包括兩方面的任務(wù)：一方面要對(duì)與工程 活動(dòng)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(píng)價(jià)，另一 方面要為設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)方法可概括為地質(zhì)分析法(歷史成因分析法)、 力學(xué)計(jì)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(dòng)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(cè)和地下水觀 測(cè)資料；⑦坡腳淹沒(méi)、地表水位變幅和坡體透水與排水資料；⑧降雨歷 時(shí)、降雨強(qiáng)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(guò)程中的滲流-應(yīng)力耦合過(guò)程,采用geo-studio軟件對(duì)非飽和土邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出不同降雨歷時(shí)對(duì)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(rèn)識(shí)降雨條件下滑坡發(fā)生的機(jī)理提供了科學(xué)依據(jù),為降雨型滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警分析提供了基礎(chǔ)。

為研究近斷層地震動(dòng)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(duì)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(dòng)輸入方法,該方法能夠準(zhǔn)確考慮模型邊界兩側(cè)的動(dòng)力相互作用且簡(jiǎn)單易操作。其次,運(yùn)用提出的地震動(dòng)輸入方法,通過(guò)有限元參數(shù)分析研究了地震波入射角對(duì)邊坡地震響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)同時(shí)考慮p波及sv波入射時(shí),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(dú)作用時(shí)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(duì)地震動(dòng)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(shí),無(wú)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。基于遺傳算法,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(wèn)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(duì)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(duì)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(jìn)行不同工況條件下邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算,分析了不同的加筋方案對(duì)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(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。數(shù)值模擬計(jì)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(xiǎn)滑動(dòng)面位于邊坡下部,但滑動(dòng)區(qū)域相比飽水條件下明顯減小,危險(xiǎn)滑動(dòng)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(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面，分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理，并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析模型。

從降雨入滲對(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面,分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理,并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)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(duì)邊坡在發(fā)生降雨入滲后土體的孔隙水壓力和變形兩個(gè)方面進(jìn)行研究.通過(guò)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(shí)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(duì)較小,說(shuō)明達(dá)到一定的深度后降雨對(duì)土體的抗剪強(qiáng)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(gè)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(dòng),并且隨著降雨時(shí)間的增長(zhǎng)變形在不斷地增加,導(dǎo)致邊坡存在發(fā)生滑動(dòng)變形的趨勢(shì).

為研究隧道開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，結(jié)合某隧道工程實(shí)例，采用有限元方法分析隧道開挖不同深度對(duì)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(duì)邊坡擾動(dòng)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(rèn)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(zhǎng)，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響；在隧道開挖卸載過(guò)程中，受到影響的主要范圍是隧道周邊和邊坡中上部。

通過(guò)對(duì)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(duì)瑞典圓弧法、極限平衡法的應(yīng)用進(jìn)行了分析,同時(shí)還提出了邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和雷達(dá)監(jiān)測(cè)裝置等監(jiān)測(cè)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(duì)土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大影響。本文利用geostudio軟件以三峽庫(kù)區(qū)典型滑坡樹坪滑坡為模型,分析了不同時(shí)步浸潤(rùn)線的位置變化及孔隙水壓力變化,說(shuō)明滑坡所經(jīng)歷的降雨過(guò)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(chǎng)浸潤(rùn)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(duì)堆積層滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

影響邊坡穩(wěn)定的因素有靜力的動(dòng)力的，內(nèi)在的和外在的。爆破振動(dòng)作為動(dòng)力影響因素之一，主要表現(xiàn)了它的人為性和可控性特點(diǎn)。爆破振動(dòng)對(duì)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(dòng)動(dòng)對(duì)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(dòng)破壞判據(jù)，提出減小爆破振動(dòng)對(duì)邊坡破壞的措施和方法。

提出降雨對(duì)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(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)3方面綜述了降雨入滲對(duì)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(diǎn)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(diǎn)和存在的相關(guān)問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上綜述了相關(guān)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀,并指出其中的不足。最后針對(duì)目前研究中所存在的問(wèn)題就今后的發(fā)展方向提出了自己的看法。

降雨是誘發(fā)邊坡破壞的重要因素之一,在連續(xù)強(qiáng)降雨作用下,降雨入滲導(dǎo)致邊坡的孔隙水壓力及基質(zhì)吸力的減小,地下水位線的抬升,水與邊坡結(jié)構(gòu)的相互作用,會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響?；谶吰路治龅娘柡汀秋柡屠碚摵瓦吰路€(wěn)定性理論,運(yùn)用geo-studio軟件模擬了3d時(shí)間內(nèi)連續(xù)強(qiáng)降雨300mm情況下湖北武漢某隧道出口處邊坡孔隙水壓力和安全系數(shù)的變化特征,預(yù)測(cè)了邊坡的穩(wěn)定性變化情況。強(qiáng)降雨引起邊坡的剪切力強(qiáng)度減小,導(dǎo)致邊坡的安全系數(shù)降低,應(yīng)采取防護(hù)和加固措施避免強(qiáng)降雨引起邊坡發(fā)生破壞。