湿陷性黄土高填方边坡稳定性研究

发布时间：2017-05-19 21:32

  本文关键词：湿陷性黄土高填方边坡稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以某机场高填方工程为背景,对湿陷性黄土高填方边坡的稳定性进行了系统研究。首先,根据湿陷性黄土高填方边坡的变形破坏特征,对其变形破坏机理进行了全面探讨和深入分析。其次,运用有限差分软件FLAC3D对工程实例中的高填方边坡的施工过程进行了数值模拟计算,得到了湿陷性黄土高填方边坡工程水平和竖向的变形规律。将模拟结果与实例工程的监测数据的分析结果进行对比分析,验证模拟模型的适用性。最后,选用了两种不同方法:强度折减法、毕肖普法,计算出同一实例工程边坡的安全系数,通过对两种方法的计算结果进行对比,分析其对湿陷性黄土高填方边坡稳定性评价的适应性。主要内容如下:(1)对黄土湿陷性的变化规律进行了系统梳理,明确了湿陷性黄土的变形机理。湿陷性黄土高填方边坡的变形破坏过程由三个阶段构成,分别是原地基不均匀沉降变形、填筑体被拉裂变形以及高填方边坡的变形破坏,为实例工程的模拟建模提供了理论依据。(2)选取某机场高填方为模拟实例,建立模型,运用有限差分软件FLAC3D对其填方施工过程进行了模拟计算。结果表明:随着填筑高度的增加,原地基以及填筑体的竖向位移和水平位移均不断地增大,最后达到稳定状态;同一填筑层不同位置的高填方边坡的竖向位移以及水平位移不同,边坡的变形与工程的地势以及填筑体的厚度有相当大的关系。(3)将模拟计算得到的结果与实例工程监测的结果进行了对比分析,结果表明:二者的竖向位移与水平位移尽管数值上有差异,但与施工过程中填筑体的变形大体上是一致的。说明本文建立的计算模型是正确可行的,因此,该有限差分软件对湿陷性黄土高填方边坡变形的模拟是可行的。(4)结合工程特点,应用强度折减法和毕肖普法对实例工程的边坡安全系数分别进行了计算,得到的安全系数分别为1.42和1.49,均满足国家规范的安全系数。通过对两种方法计算过程及计算结果的对比分析,推荐采用强度折减法。其概念清晰,过程简单,适应性好,结果更可靠。
【关键词】：湿陷性黄土 高填方边坡 沉降变形 有限差分 强度折减法 边坡稳定性
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU475.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景9
• 1.2 国内外研究发展现状简介9-14
• 1.2.1 边坡稳定性研究进展9-13
• 1.2.2 高填方边坡变形的发展现状13-14
• 1.3 本文研究主要内容及技术路线14-15
• 1.3.1 研究的主要内容14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 2 湿陷性黄土高填方边坡变形的研究15-22
• 2.1 湿陷性黄土的分区15-16
• 2.1.1 地学界黄土湿陷性的分区情况15
• 2.1.2 建筑工程上黄土湿陷性分布情况15-16
• 2.2 黄土湿陷性变化规律分析16-19
• 2.2.1 黄土中矿物含量与黄土湿陷性的关系16
• 2.2.2 黄土粘粒含量与黄土湿陷性的关系16
• 2.2.3 黄土孔隙比与黄土湿陷性的关系16-18
• 2.2.4 天然含水率与黄土湿陷性的关系18
• 2.2.5 湿陷性机理探讨18-19
• 2.3 湿陷性黄土变形机理19
• 2.4 高填方边坡的变形分析19-20
• 2.5 本章小结20-22
• 3 湿陷性黄土高填方边坡变形的数值模拟与分析22-51
• 3.1 FLAC3D简介22-26
• 3.1.1 FLAC3D的特点22
• 3.1.2 FLAC3D软件的本构模型和边界条件22-23
• 3.1.3 FLAC3D软件计算的基本原理23-24
• 3.1.4 FLAC3D软件的计算流程24-26
• 3.2 工程实例26-31
• 3.2.1 场区的基本情况26-27
• 3.2.2 研究区的地形地貌27-31
• 3.3 计算模型31-34
• 3.3.1 计算模型的建立31-32
• 3.3.2 模型的材料参数32-33
• 3.3.3 计算模型的施工工况33-34
• 3.4 模拟结果与分析34-46
• 3.4.1 竖向位移计算结果分析37-42
• 3.4.2 水平位移计算结果分析42-46
• 3.5 模拟计算结果与实际监测结果对比分析46-50
• 3.5.1 竖直模拟计算结果与实际监测结果分析46-48
• 3.5.2 水平位移计算结果与监测结果分析48-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 湿陷性黄土高填方边坡稳定性分析51-58
• 4.1 高填方边坡稳定性分析的方法和原理51-52
• 4.1.1 强度折减法51
• 4.1.2 毕肖普法51-52
• 4.2 强度折减法分析湿陷性黄土高填方边坡稳定性52-54
• 4.3 毕肖普法分析湿陷性黄土高填方边坡稳定性54-56
• 4.4 毕肖普法与强度折减法对比分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 结论与展望58-60
• 5.1 结论58
• 5.2 展望58-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士期间发表学术论文情况62-63
• 致谢63

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