地震与库水作用下高速公路堆积体边坡稳定性研究

发布时间：2020-04-20 04:19

【摘要】：我国堆积体边坡分布较广,在地震与库水作用下极易失稳,特别是云南地区堆积体边坡地质灾害尤其严重。本文以云南大理到永胜(大永)高速公路的控制性工程-金鸡达旦河大桥为依托,堆积体地层岩性复杂,场地地震活动频发,且受库水影响,采用两段法、极限平衡分析、有限元方法模拟了不同库水位、地震烈度作用下边坡的静动力响应,采用安全系数与永久位移评价了边坡稳定性,并探讨了加固措施效果。主要研究工作体现在以下几个方面:地形地质结构与库水地震荷载分析。结合鲁地拉水库蓄水前后的历史数据,通过经过现场地质调查、勘探与无人机航测,识别了工程场地的主要地层,构建了三维场景模型,认为目前库岸边坡没有的大规模滑移现象但存在长期稳定性问题;明确了库区最高与最低水文,给出了场地地震烈度为Ⅵ度与Ⅷ度时的峰值加速度,为堆积体边坡稳定性研究提供了地质概化模型与库水地震荷载。基于两段法与极限平衡理论的典型剖面稳定性的定性与定量评估。选取了烧香岛与公路两岸边坡的7个分析剖面,采用两段法定性分析了岸坡整体稳定性及库岸边坡潜在塌岸范围;设计库水变动与地震烈度的多方案工况,采用极限平衡M-P法定量评估了堆积边坡稳定性,库水骤降与地震组合工况下两岸的顺桥位右幅剖面易发生堆积体边坡失稳,将其作为静动力稳定性与加固措施效果分析的重点研究对象。基于应力渗流耦合理论的重点剖面静动力稳定性分析。综合采用Geostudio软件中的seep/W、quake/W、sigma/W与slope/W模块,分析了不同工况下的孔隙水压力、条块安全系数的分布特征,研究了边坡整体安全系数随库水变动的演化规律;通过等效线性分析方法研究了边坡典型监测点的加速度与整体变形特征,揭示了地震波传播的滞后效应与放大效应,分析了低、高水位与Ⅷ度地震组合条件下堆积体边坡的动力稳定性,认为烧香岛与公路两岸顺桥位右幅存在失稳的风险,需要加固。安全系数与Newmark永久位移相结合的堆积体边坡加固措施效果分析。针对两岸的顺桥位右幅剖面,选取直径为1.8m抗滑桩的工程设计方案,对比分析了加固前后边坡潜在滑动面的条块安全安全系数分布特征,采用平均安全系数与永久位移为动力稳定性评价指标,评价了库水与地震组合作用下堆积体边坡加固效果,研究结果显示抗滑桩方案能有效提高边坡稳定性,满足规范要求。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.14

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本文编号：2634145