渗流对凯羊高速公路小苗岭复杂岩堆稳定性的影响

发布时间：2017-07-27 12:33

  本文关键词：渗流对凯羊高速公路小苗岭复杂岩堆稳定性的影响

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【摘要】：本文以贵州省凯里至羊甲高速公路小苗岭岩堆RK9+130~RK9+410右侧边坡项目为依托,通过边坡应力场与渗流场的耦合作用分析该边坡因地下水位抬升发生失稳的原因。采用Geo-Studio软件中的渗流分析模块Seep/W和边坡稳定性分析模块Slope/W分析不同水力梯度下边坡的稳定性系数,对边坡的稳定性进行定量评价,采用Flac 2D分析边坡随着地下水位的抬升塑性区的变化,对边坡的稳定性进行定性评价。分析和论证了由于降雨入渗,使坡体内部产生渗流场,在流固耦合作用下使边坡发生失稳甚至破坏。取得的主要研究成果如下:1.堆积体抗剪强度参数和渗透系数的研究:通过反分析方法反演堆积体的抗剪强度参数,并结合室内大三轴试验综合确定堆积体抗剪强度参数;通过现场渗透试验(试坑法)得到堆积体渗透系数,为边坡的渗流分析提供必要的参数。2.采用刚体极限平衡法并利用Geo-Studio软件分析边坡随着地下水位抬升导致安全储备逐渐降低乃至失稳的变化过程,并绘制不同水位下的流网图。3.采用数值分析的方法并利用Flac 2D软件分析边坡随着地下水位抬升导致边坡塑性区、剪应变增量区逐渐增大乃至贯通的变化过程。4.在降雨工况下,边坡由于开挖扰动后所产生的剪切与张拉作用使得大量降雨入渗坡体内部,在坡体内部产生渗流场,在渗透力的作用下使得边坡安全储备逐渐降低乃至失稳,因此渗流场对边坡稳定性的影响不容忽视,在施工过程中应充分认识到渗流场所带来的安全隐患,从而保证施工的安全性。5.建议边坡设计当中应充分考虑渗流场的作用,并充分认识到施工过程中排水的重要性以及预埋支挡结构的必要性。
【关键词】：岩堆 渗流 稳定性 监测 抗剪强度参数
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1;P642.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Summary6-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 选题依据及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究历史与现状9-13
• 1.2.1 岩堆体稳定性分析方法研究现状9-10
• 1.2.2 渗流研究的现状10-11
• 1.2.3 考虑渗流作用的边坡稳定性研究现状11-12
• 1.2.4 渗流场与应力场耦合的研究现状12-13
• 1.3 主要研究内容与技术路线13-14
• 1.3.1 主要研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线14
• 1.4 参与的工作及取得的主要成果14-16
• 1.4.1 参与的工作14-15
• 1.4.2 取得的主要成果15-16
• 2 边坡工程地质概况16-31
• 2.1 自然地理16-18
• 2.1.1 地形、地貌16-17
• 2.1.2 水文、气候17-18
• 2.2 工程地质条件18-25
• 2.2.1 地层岩性18
• 2.2.2 地质构造与地震18
• 2.2.3 岩土构成18-19
• 2.2.4 水文地质19-25
• 2.3 边坡特征25-31
• 2.3.1 边坡规模25
• 2.3.2 边坡变形破坏特征25-26
• 2.3.3 边坡物质组成26-27
• 2.3.4 影响该边坡稳定性的主要因素27-31
• 3 堆积体滑动面抗剪强度参数研究31-48
• 3.1 堆积体抗剪强度参数反演31-37
• 3.1.1 参数反演方法31-32
• 3.1.2 深部位移监测确定滑动带位置32-34
• 3.1.3 基于GEO-SLOPE的参数反演34-37
• 3.2 大型三轴试验37-46
• 3.2.1 试验目的37
• 3.2.2 试验原理及设备37-39
• 3.2.3 试验方法39-42
• 3.2.4 实验成果分析42-46
• 3.3 综合确定堆积体抗剪强度参数46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 岩堆渗流稳定性分析48-63
• 4.1 渗流场与应力场耦合理论48
• 4.2 基于Geo-Studio分析边坡渗流场和应力场的耦合作用48-56
• 4.2.1 分析边坡自然情况下(不考虑耦合)的应力场48-50
• 4.2.2 分析边坡不同水位情况下的渗流场50-52
• 4.2.3 通过Seep/W模块计算孔隙水压力52-53
• 4.2.4 不考虑渗透力情况下计算边坡的稳定性系数（常规算法）53-54
• 4.2.5 基于刚体极限平衡理论的流固耦合分析54-56
• 4.3 基于Flac 2D分析边坡的渗流场和应力场的耦合作用56-62
• 4.3.1 分析边坡自然情况下(不考虑耦合)的应力场56-58
• 4.3.2 分析边坡不同水位情况下的渗流场58-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 结论与展望63-65
• 5.1 结论63-64
• 5.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 附录69-70

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本文编号：581472