高寒强震山区临河路基稳定性研究

发布时间：2017-04-16 17:25

  本文关键词：高寒强震山区临河路基稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：拟建川藏铁路途径高寒强震山区。该区域常常发生冰川泥石流、滑坡堵江、地震等灾害。该区域路基常常临河修筑,临河路基与常规路基相比会遇到更多问题。综上高寒强震山区临河路基的稳定性问题不容小觑,值得我们研究。作者在广泛搜集高寒强震山区临河路基稳定性资料的基础上,归纳总结了对临河路基稳定性产生影响的几类因素。作者借助GEO-SLOPE工具软件,重点研究了地震对临河路基稳定性的影响和水位急剧变化对临河路基稳定性的影响。最后,基于前面的研究,作者对各类影响因素提出相应的防治对策。主要内容如下：1、高寒强震山区临河路基稳定性影响因素：①水对路基的浸泡冲刷②崩塌、落石、滑坡③当路基修筑于斜坡地基上,可能不稳定④地震作用⑤水位骤升骤降。2、作者应用极限平衡理论,采用拟静力法,研究了临河路基在地震作用下的稳定性问题。GEO-SLOPE软件计算发现：当路基临河面水位一定时,地震加速度越大路基安全系数越小；当地震加速度一定时,坡前水位越高路基安全系数越大。当临河路基的高度增加时,路基的稳定性会降低；当地面横坡坡度变缓时,路基稳定性会提高。3、水位的骤升和骤降会引起路基内水的渗流。渗流理论结合有限元,可以在SEEP/W模块中计算出路基内渗流场以及各点的孔隙水压力。将计算结果导入SLOPE/W模块中,可以对稳定性进行分析。水位急剧上涨时,水从坡外向路堤内渗流,路基安全系数增加,上涨初期增长得慢,后期增长得快。水位急剧下降时,水由路堤内向坡外渗流,路基安全系数减小,下降初期减小得快,水位下降后期减小得慢。路基内的孔隙水压力会随着水位下降速度变快而增大,路基安全系数随之降低。当临河路基经历一次涨水、落水后,路基的安全系数会降低。路基安全系数最小的位置是当水位从高处暴落至低处。随着路基内孔隙水压力消散,安全系数会逐步恢复,但需要经历一个漫长的过程。对5米到7.5米高度路基在水位急剧下降时安全系数的计算发现,路堤高度越高越危险。对不同水位的路基安全系数计算发现,水位下降至距离路基面0.5～0.9倍路基边坡高度区间最危险。通过改变填料参数发现：c、φ值的增大都会提高安全系数；φ值变化对安全系数的影响比c值大。临河路基加路堤墙后在水位骤降过程中路基安全系数能有提高。4、针对高寒强震山区临河路基稳定性影响因素,提出相应防治措施：可采用石笼或抛石防护河流对路基的冲刷淘蚀；采用主动网/被动网防护崩塌落石、采用削方减载、支挡等预防滑坡；采用提前清理软弱松散层、埋设钢筋混凝土侧向约束桩、复合地基等防护斜坡地基上修筑路基不稳定；地震烈度大的区域应该控制路基高度,必要时采取抗震措施,如土工格栅、土工格室加固等；选择渗水性好、φ值高的材料做路基填料,做好路基的排水措施,还可以加路堤墙提高稳定性。
【关键词】：临河路基 稳定性 影响因素 地震 水位 急剧变化 渗流 安全系数 防治对策
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 问题的提出13-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 地震对工程结构物的影响研究14-16
• 1.2.2 水位急剧变化情况下的非稳态渗流16-17
• 1.2.3 水位变化对边坡稳定性影响研究17-20
• 1.3 论文主要研究内容及技术路线20-22
• 1.3.1 主要研究内容20-21
• 1.3.2 技术路线21-22
• 第二章 高寒强震山区临河路基稳定性影响因素分析22-30
• 2.1 高寒强震山区临河路基概况22
• 2.2 山区临河路基稳定性影响因素22-25
• 2.2.1 山区临河路基损毁类型22-24
• 2.2.2 山区临河路基损毁类型具体分析24-25
• 2.2.3 稳定性影响因素总结25
• 2.3 地震山区临河路基稳定性影响因素25-27
• 2.3.1 地震山区临河路基稳定性影响分析26-27
• 2.3.2 稳定性影响因素27
• 2.4 水位急剧变化条件下山区临河路基稳定性影响因素27-28
• 2.4.1 水位急剧变化对山区临河路基稳定性影响分析27-28
• 2.4.2 稳定性影响因素28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 地震作用下临河路堤稳定性研究30-36
• 3.1 基本方法和原理30-31
• 3.2 模型建立31-32
• 3.3 计算分析32-35
• 3.3.1 地震加速度对路基安全系数的影响32-33
• 3.3.2 水位对路基安全系数的影响33-34
• 3.3.3 路基高度对路基安全系数的影响34
• 3.3.4 地面横坡坡度对路基安全系数的影响34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 水位急剧变化路基稳定性研究36-57
• 4.1 临河路基稳定性分析方法36-43
• 4.1.1 软件简介36-39
• 4.1.2 简化Bishop法39-40
• 4.1.3 渗流计算原理40-43
• 4.2 临河路基模型建立43-47
• 4.2.1 SEEP/W模块建模44-46
• 4.2.2 SLOPE/W模块建模46-47
• 4.3 水位骤升过程对路基稳定性的影响47-50
• 4.3.1 水位骤变的含义47
• 4.3.2 水位骤升计算47-50
• 4.4 水位骤降过程对路基稳定性的影响50-52
• 4.5 水位骤升后再骤降对路基稳定性的影响52-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 水位骤降影响因素分析57-71
• 5.1 临河路基高度对稳定性的影响57-60
• 5.2 改变填料c、φ值对路堤稳定性的影响60-62
• 5.3 加挡墙对路基稳定性的影响62-67
• 5.3.1 路肩墙对临河路基稳定性的影响63-65
• 5.3.2 路堤墙对临河路基稳定性的影响65-67
• 5.4 骤降速度对路基稳定性的影响67-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 高寒强震山区临河路基防护71-76
• 6.1 山区临河路基防护71-74
• 6.2 地震山区临河路基防护74-75
• 6.3 水位急剧变化条件下山区临河路基防护75
• 6.4 本章小结75-76
• 第七章 结论与展望76-78
• 7.1 结论76-77
• 7.2 问题与展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82

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