基于变形监测的土质边坡安全评价技术

发布时间：2017-08-25 12:32

  本文关键词：基于变形监测的土质边坡安全评价技术

  更多相关文章： 均质土坡 强度折减法 失稳判据 位移变形特征 通用公式

【摘要】：随着我国经济的快速发展,交通等基础设施建设进程进一步加快,无论是修建公路、铁路还是水利工程都涉及到土质边坡工程问题。由于我国的地形地貌、地质条件较为复杂,地质灾害种类繁多、危害较为严重,因而工程建设中的边坡稳定问题日益受到重视。本文从不同角度(按土性特征、土体的结构、边坡变形特征、边坡几何)入手对土质边坡进行了相应的分类,并对边坡的破坏类型及其运动特性、破坏机制进行了分析和总结。分析了几何因素及土体力学参数对边坡稳定性的影响,当边坡高度或角度增大时,将使边坡的安全系数降低,边坡土体的粘聚力或内摩擦角增大时,将增大边坡的安全系数。为了便于探讨,以均质土坡作为代表进行分析。通过使用FLAC3D数值模拟软件,建立均质土坡典型的模型,运用强度折减法对土坡的"初步变形-逐渐发展-最终破坏"全过程进行研究分析,得出坡体稳定性系数与全过程发展规律的变化关系,边坡变形演化过程以及边坡位移信息与安全系数间的关系。通过运用FLAC3D强度折减法求解,当坡体发生失稳破坏时,可从水平位移图中看出,在边坡内部会形成一条"分界线",即为边坡的滑动面。通过对均质土坡变形破坏特征进行分析,得出圆弧型滑动破坏为均质土坡的主要破坏形式,重要的监测布点位置应设置在坡脚稍上部位至坡顶后缘拉裂区域,因此应当尤为重点关注坡顶后缘拉裂缝区和坡脚稍上部位。边坡土体位移变化发展的全过程可以由(线形变形阶段、加速变形阶段、猛烈变形阶段)三个边坡变形失稳的阶段充分反映。基于计算得到的位移数据,结合1stOpt的自动搜索功能,对其进行公式拟合,可以得出:表示"倾斜角"、"位移"以及"倾斜角、位移"分别与安全系数间非线性关系的通用表达式,最终得出了"位移信息——边坡稳定性"的评价方法体系。本文对广州增城至从化高速公路街口支线K14+380～K14+600段右侧的安全监测方法和监测结果进行了介绍,同时将本文提出的方法运用于该边坡的稳定性评价,根据实测位移数据,实时掌握边坡的稳定状态,为该路段边坡安全监测与稳定性分析提供了实践参考。
【关键词】：均质土坡 强度折减法 失稳判据 位移变形特征 通用公式
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU433
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 边坡稳定性分析方法现状11-15
• 1.2.1 定性分析方法13
• 1.2.2 定量分析方法13-15
• 1.2.3 不确定性分析方法15
• 1.3 基于位移监测的边坡稳定性分析法的现状研究15-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-18
• 第二章 土质边坡分类和变形破坏机理的研究18-24
• 2.1 概述18
• 2.2 土质边坡分类18-21
• 2.2.1 按土性分类18-20
• 2.2.2 按土体结构分类20
• 2.2.3 按边坡变形特征分类20
• 2.2.4 按边坡几何分类20-21
• 2.3 土坡的变形破坏机理21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 土质边坡稳定性影响分析24-40
• 3.1 FLAC3D中的边坡稳定性分析24-27
• 3.2 几何因素对土坡稳定性影响分析27-32
• 3.2.1 边坡高度27-29
• 3.2.2 边坡角度29-30
• 3.2.3 坡面形态30-32
• 3.3 土体力学参数对土坡的稳定性影响分析32-35
• 3.4 滑动面位置的确定35-36
• 3.5 关于土质边坡安全系数的敏感性分析36-39
• 3.5.1 敏感性分析36-37
• 3.5.2 边坡稳定安全系数敏感性分析37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 均质土坡变形特征分析40-61
• 4.1 引言40
• 4.2 均质土坡破坏特征研究40-47
• 4.2.1 位移云图分析40-41
• 4.2.2 坡面监测点位移矢量分析41-42
• 4.2.3 各监测点倾斜角分析42-44
• 4.2.4 剪应变增量的发展变化44-46
• 4.2.5 SLIDE验证46-47
• 4.3 均质土坡位移变化规律47-59
• 4.3.1 X方向位移随安全系数的变化47-48
• 4.3.2 Z方向位移随安全系数的变化48-50
• 4.3.3 边坡特征点的变形发展研究50-53
• 4.3.4 不同位置处的位移分布53-54
• 4.3.5 均质土坡空间变形特征54-56
• 4.3.6 曲线拟合56-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 基于位移信息的边坡稳定性评判分析方法61-67
• 5.1 引言61
• 5.2 强度折减法计算边坡位移61-66
• 5.2.1 土的理想弹塑性本构关系62-64
• 5.2.2 有限元法计算边坡位移64-66
• 5.3 基于位移信息的强度折减系数计算66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 土坡基于位移信息的稳定性分析67-89
• 6.1 引言67
• 6.2 1stOpt软件简介67-68
• 6.2.1 1stOpt软件特征67-68
• 6.2.2 1stOpt的公式自动搜索拟合功能68
• 6.3 公式自动搜索拟合68-73
• 6.3.1 "位移—安全系数"公式拟合68-70
• 6.3.2 "倾斜角—安全系数"公式拟合70-72
• 6.3.3 "倾斜角、位移—安全系数"公式拟合72-73
• 6.4 公式的预测验证及应用效果73-78
• 6.4.1 预测验证73-74
• 6.4.2 公式的应用效果74-78
• 6.5 评价体系的提出及应用78
• 6.6 实例分析78-88
• 6.7 本章小结88-89
• 结论与展望89-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-94
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目94

【参考文献】

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本文编号：736863