基于FLAC3D的边坡稳定性分析及支护数值模拟研究
发布时间：2021-03-19 09:44
边坡是人类在工程经济活动中常见的地质现象,其中公路边坡的失稳不仅影响行车驾驶安全,掩埋公路设施,同时也会造成参与其中的人民受到生命安全的威胁,应予以足够的重视,并施加有针对性的支护措施予以治理。FLAC3D有限差分法在目前对于边坡工程的相关研究中,是被众多学者所承认并广泛应用的一种便捷、有效的研究方法之一。本文拟在充分利用实测数据的基础上,采用有限差分软件FLAC3D对具体边坡及支护措施进行建模及分析,以期利用直观的图像及数据趋势通过对比的分析方法表现出边坡在不同工况下的稳定性及不稳定因素,从而得到对于该边坡更有针对性且支护效果更佳的支护组合。鉴于研究边坡的稳定性分析结果,在未施加支护条件下的开挖坡体,上覆土体及坡脚部位的稳定性是影响整个坡体稳定性的重要因素。因此在边坡支护组合的选取上,将解决上覆土体与下伏岩体接触面剪切破坏问题和坡脚位置岩体滑出问题当作重点关注的要素。经过对比分析,以下两种支护组合对于研究边坡的支护效果是较好的,可以在理论上很好的起到对于边坡的支护作用,有效的保证边坡整体的稳定性,进而为周围居住和通行的人民、在建或是已经建成的其他工程设施提供有力的安全保障:（1）坡脚...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁河县地理位置图
11图2-2研究边坡岩层分布横断面示意图现自上而下分述如下：（1）第四系全新统残坡积（Q4el+dl）层：以粉质粘土为主要存在形式，褐色、褐黄色，主要由粘粒、粉粒组成，含少量砾石，稍有光泽，层理特征不明显，干强度中等，韧性中等；硬塑状，钻孔揭露该层厚度为2.5m。（2）喜山期花岗岩残积土（γm）层：以花岗岩残积土为主要存在形式，灰黄色、灰黑色，成份以粉质粘土为主；断面看不到岩石纹理，含少量石英、岩石风化残留硬块，呈斑点状分布；岩芯多呈土柱状；硬塑状，钻孔揭露该层厚度为4.2m。（3）喜山期全风化混合花岗岩（γm）层：以全风化混合花岗岩为主要存在形式，灰黄色、灰褐色、深灰色，主要矿物成分为长石、石英、云母及少量暗色矿物，中粗粒结构，块状构造；矿物结构已破坏，长石、云母等易风化矿物已风化成土，局部含粘粒，岩芯呈土柱状。钻探未揭穿。2.2.2开挖边坡模拟范围的确定根据圣维南原理可确定数值模拟的合理范围。即：分布于弹性体上一小块面积（或体积）内的荷载所引起的物体中的应力，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关；荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布（刘一吾，2012）。在研究区，根据该段路基设计资料，路线基本以挖方形式通过斜坡体，中心最大挖方深度为14.7m，上覆土层厚度2~5m，下伏基岩为全风化混合花岗岩，施工开挖后将在路线右侧形成高约36.7m的边坡。拟采用1:1~1:0.75坡比放坡，每级边坡高度为8m，边坡平台宽度为3m。现取K39+100断面右侧最大挖方边
12坡进行稳定性计算，开挖边坡现场图如图2-3所示。图2-3开挖边坡现场图为方便后续建模，现利用AutoCAD软件进行原始边坡及开挖过程的简化，开挖情况示意图如图2-4、图2-5所示。图2-4原坡开挖情况示意图图2-5开挖坡体尺寸示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Influence of excavation schemes on slope stability: A DEM[J]. WANG Zhen-yu,GU Dong-ming,ZHANG Wen-gang. Journal of Mountain Science. 2020(06)
[2]土木工程施工中边坡支护技术的应用[J]. 王梓龙. 河南建材. 2020(01)
[3]LEM-DEM coupling for slope stability analysis[J]. XU WenJie,WANG Shi,BILAL Manzoor. Science China（Technological Sciences）. 2020(02)
[4]基于FLAC3D路基边坡安全系数影响因素分析[J]. 姜恒超. 铁道科学与工程学报. 2017(11)
[5]海南省公路植被护坡和工程护坡结合技术研究[J]. 肖元平,李淑敏,蒋必凤. 山西建筑. 2016(36)
[6]永安市燕南街道办南翔路幼儿园崩塌稳定性分析及治理方案[J]. 邹仙荣. 西部探矿工程. 2016(11)
[7]浅谈公路交通建设与环境保护[J]. 刘晖. 资源节约与环保. 2015(08)
[8]矿山地质灾害危险性预测评估中露采边坡稳定性赤平投影分析运用实例[J]. 金亚,李明. 低碳世界. 2015(01)
[9]重力式挡土墙的设计[J]. 王晖,刘胜,王鑫. 当代化工. 2014(09)
[10]建筑边坡治理工程的施工技术探究[J]. 施毅. 中国新技术新产品. 2014(08)
博士论文
[1]框架锚索及框架锚索—抗滑桩加固岩质边坡的动力特性研究[D]. 付晓.西南交通大学 2017
[2]三峡库区堆积层滑坡稳定性与预测预报研究[D]. 汤罗圣.中国地质大学 2013
[3]残积层红黏土路堑边坡稳定性分析方法研究[D]. 方薇.中南大学 2011
硕士论文
[1]地铁车站穿越工程中既有线变形规律研究[D]. 陈鹏.中国矿业大学 2016
[2]基于点安全系数法的边坡稳定性分析及支护设计[D]. 韩小雷.西南交通大学 2015
[3]软基高填方公路路堤变形破裂机理及变形预测研究[D]. 漆稳.成都理工大学 2013
[4]基于FLAC3D大秦左岸基坑支护稳定性研究[D]. 刘亮.辽宁工程技术大学 2013
[5]贵州织金某场地岩溶塌陷危险性评价及稳定性分析[D]. 应文玺.西南石油大学 2012
[6]厚砂层钻孔灌注桩泥浆护壁稳定性研究[D]. 姚志伟.武汉理工大学 2012
[7]基于FLAC3D的公路边坡分级柔性支护数值模拟研究[D]. 王立文.兰州理工大学 2012
[8]大跨径PC连续刚构桥的合理构造与腹板裂缝机理研究[D]. 刘一吾.长安大学 2012
[9]稻城机场建设对生态环境影响研究[D]. 彭剑.四川农业大学 2012
[10]大孤山露天铁矿高陡边坡稳定性分析[D]. 王志忠.辽宁工程技术大学 2012
本文编号：3089384
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁河县地理位置图
11图2-2研究边坡岩层分布横断面示意图现自上而下分述如下：（1）第四系全新统残坡积（Q4el+dl）层：以粉质粘土为主要存在形式，褐色、褐黄色，主要由粘粒、粉粒组成，含少量砾石，稍有光泽，层理特征不明显，干强度中等，韧性中等；硬塑状，钻孔揭露该层厚度为2.5m。（2）喜山期花岗岩残积土（γm）层：以花岗岩残积土为主要存在形式，灰黄色、灰黑色，成份以粉质粘土为主；断面看不到岩石纹理，含少量石英、岩石风化残留硬块，呈斑点状分布；岩芯多呈土柱状；硬塑状，钻孔揭露该层厚度为4.2m。（3）喜山期全风化混合花岗岩（γm）层：以全风化混合花岗岩为主要存在形式，灰黄色、灰褐色、深灰色，主要矿物成分为长石、石英、云母及少量暗色矿物，中粗粒结构，块状构造；矿物结构已破坏，长石、云母等易风化矿物已风化成土，局部含粘粒，岩芯呈土柱状。钻探未揭穿。2.2.2开挖边坡模拟范围的确定根据圣维南原理可确定数值模拟的合理范围。即：分布于弹性体上一小块面积（或体积）内的荷载所引起的物体中的应力，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关；荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布（刘一吾，2012）。在研究区，根据该段路基设计资料，路线基本以挖方形式通过斜坡体，中心最大挖方深度为14.7m，上覆土层厚度2~5m，下伏基岩为全风化混合花岗岩，施工开挖后将在路线右侧形成高约36.7m的边坡。拟采用1:1~1:0.75坡比放坡，每级边坡高度为8m，边坡平台宽度为3m。现取K39+100断面右侧最大挖方边
12坡进行稳定性计算，开挖边坡现场图如图2-3所示。图2-3开挖边坡现场图为方便后续建模，现利用AutoCAD软件进行原始边坡及开挖过程的简化，开挖情况示意图如图2-4、图2-5所示。图2-4原坡开挖情况示意图图2-5开挖坡体尺寸示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Influence of excavation schemes on slope stability: A DEM[J]. WANG Zhen-yu,GU Dong-ming,ZHANG Wen-gang. Journal of Mountain Science. 2020(06)
[2]土木工程施工中边坡支护技术的应用[J]. 王梓龙. 河南建材. 2020(01)
[3]LEM-DEM coupling for slope stability analysis[J]. XU WenJie,WANG Shi,BILAL Manzoor. Science China（Technological Sciences）. 2020(02)
[4]基于FLAC3D路基边坡安全系数影响因素分析[J]. 姜恒超. 铁道科学与工程学报. 2017(11)
[5]海南省公路植被护坡和工程护坡结合技术研究[J]. 肖元平,李淑敏,蒋必凤. 山西建筑. 2016(36)
[6]永安市燕南街道办南翔路幼儿园崩塌稳定性分析及治理方案[J]. 邹仙荣. 西部探矿工程. 2016(11)
[7]浅谈公路交通建设与环境保护[J]. 刘晖. 资源节约与环保. 2015(08)
[8]矿山地质灾害危险性预测评估中露采边坡稳定性赤平投影分析运用实例[J]. 金亚,李明. 低碳世界. 2015(01)
[9]重力式挡土墙的设计[J]. 王晖,刘胜,王鑫. 当代化工. 2014(09)
[10]建筑边坡治理工程的施工技术探究[J]. 施毅. 中国新技术新产品. 2014(08)
博士论文
[1]框架锚索及框架锚索—抗滑桩加固岩质边坡的动力特性研究[D]. 付晓.西南交通大学 2017
[2]三峡库区堆积层滑坡稳定性与预测预报研究[D]. 汤罗圣.中国地质大学 2013
[3]残积层红黏土路堑边坡稳定性分析方法研究[D]. 方薇.中南大学 2011
硕士论文
[1]地铁车站穿越工程中既有线变形规律研究[D]. 陈鹏.中国矿业大学 2016
[2]基于点安全系数法的边坡稳定性分析及支护设计[D]. 韩小雷.西南交通大学 2015
[3]软基高填方公路路堤变形破裂机理及变形预测研究[D]. 漆稳.成都理工大学 2013
[4]基于FLAC3D大秦左岸基坑支护稳定性研究[D]. 刘亮.辽宁工程技术大学 2013
[5]贵州织金某场地岩溶塌陷危险性评价及稳定性分析[D]. 应文玺.西南石油大学 2012
[6]厚砂层钻孔灌注桩泥浆护壁稳定性研究[D]. 姚志伟.武汉理工大学 2012
[7]基于FLAC3D的公路边坡分级柔性支护数值模拟研究[D]. 王立文.兰州理工大学 2012
[8]大跨径PC连续刚构桥的合理构造与腹板裂缝机理研究[D]. 刘一吾.长安大学 2012
[9]稻城机场建设对生态环境影响研究[D]. 彭剑.四川农业大学 2012
[10]大孤山露天铁矿高陡边坡稳定性分析[D]. 王志忠.辽宁工程技术大学 2012
本文编号：3089384
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