黄家湾滑坡工程地质特征分析及稳定性研究

发布时间：2020-10-28 03:41

　　 黄家湾滑坡位于江油市敬元乡小石村黄家湾斜坡区,本文在总结滑坡区区域地质资料的基础上,查明了滑坡的基本特征以及现阶段变形情况及其影响因素。通过传递系数法和三维模型数值模拟计算,对天然状态、降雨工况(降雨条件下滑体达到饱和状态时)以及地震工况(峰值加速度为0.15g的地震荷载)下黄家湾滑坡的变形特征和稳定性状态进行了分析研究。得出的主要结论有:(1)黄家湾滑坡是一沿第四系覆盖层与基岩接触面滑动变形的土质滑坡。基岩岩性主要为灰质白云岩(D_3~(tn)),堆积体由第四系冲积成因的粉质粘土(Q_4~(al))和崩坡积成因的碎石土(Q_4~(col+dl))组成。滑坡空间结构简单,呈二元结构,为典型的堆积层滑坡。滑坡现阶段变形特征明显,有整体变形迹象,判断滑坡处于整体变形阶段,滑坡为潜在不稳定斜坡。(2)滑坡稳定性受内外因素共同作用影响。岩性结构、临空状态是滑坡形成的内在因素,地震和降雨是影响滑坡稳定性的外在因素,也是主要诱发因素。降雨及地震条件下滑坡若发生整体破坏,将堵塞坡脚青江河支流形成堰塞湖,危及上下游小石村村民和敬元乡政府及当地居民的生命财产安全。(3)利用传递系数法对不同工况下滑坡稳定性计算结果显示,天然状态下,滑坡稳定系数为1.18,不产生剩余下滑力,滑坡处于稳定状态;降雨工况下,滑坡稳定系数为0.98,剩余下滑力1132kN/m,滑坡处于不稳定状态;地震工况下,滑坡稳定系数为1.04,剩余下滑力63kN/m,滑坡处于欠稳定状态。在降雨及地震条件下,滑坡由稳定状态转变为不稳定,滑坡易发生失稳破坏。(4)通过建立滑坡三维模型,运用FLAC~(3D)5.0软件进行数值模拟计算,从滑坡的位移变化、应力分析角度,结合最大剪切应变增量、塑性区分布以及安全系数等结果,对不同工况下滑坡变形特征和稳定性进行了深入讨论和分析。结果表明,天然状态下滑坡是稳定的,降雨工况下滑坡不稳定,地震工况下滑坡欠稳定。对比不同工况下滑坡的变形特征和稳定性评价结果可知,降雨对黄家湾滑坡稳定性产生的影响较大,地震影响相对较小。降雨和地震都会使滑坡产生变形失稳,特别是降雨条件下滑体达到饱和状态时,滑坡稳定性差,易发生滑坡灾害。在不稳定状态下,滑坡的前缘首先发生滑动破坏,继而牵引滑坡后部发生滑动变形,滑坡表现出牵引式滑坡的特征。(5)结合滑坡区的气候环境条件和工程地质特征,在降雨及地震条件下滑坡有发生大规模失稳破坏的可能。滑坡若发生整体破坏将产生严重后果,建议尽快对黄家湾滑坡进行治理。本文推荐了两种治理方案,通过比选确定了最优方案。(6)本文利用FLAC~(3D)5.0软件对不同工况下滑坡稳定性进行的数值模拟分析结论表明,不稳定状态下滑坡变形特征与实际查明的滑坡变形特征相符;数值模拟得到的结果与利用传递系数法对不同工况滑坡稳定性计算的结果一致。因此,文章结论能够较为准确地反映不同工况下黄家湾滑坡的变形特征和稳定性状态,同时结论能够反映牵引式滑坡在不稳定状况下位移变形和稳定性变化的一般规律。
【学位单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P642.22
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于应力和变形的滑坡稳定性研究
        1.2.2 降雨条件下滑坡稳定性研究
        1.2.3 地震条件下滑坡稳定性研究
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 滑坡区环境地质条件
    2.1 自然地理条件
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 气象水文条件
    2.2 地质条件
        2.2.1 地形地貌
        2.2.2 地层岩性
        2.2.3 地质构造与地震
        2.2.4 水文地质条件
    2.3 人类工程活动
    2.4 本章小结
第3章 滑坡基本特征
    3.1 滑坡形态及边界特征
    3.2 滑坡空间结构及物质组成
        3.2.1 滑体特征
        3.2.2 滑床特征
        3.2.3 滑动带特征
    3.3 滑坡岩土体物理力学性质
    3.4 滑坡变形破坏特征
    3.5 滑坡稳定性影响因素
        3.5.1 滑坡稳定性影响因素
        3.5.2 滑坡变形破坏模式
    3.6 滑坡变化趋势及危害性预测
        3.6.1 发展变化趋势
        3.6.2 危害性预测
    3.7 本章小结
第4章 滑坡稳定性计算和敏感因素分析
    4.1 基于传递系数法计算滑坡推力与稳定性评价
        4.1.1 传递系数法的基本原理
        4.1.2 计算剖面的选择
        4.1.3 计算工况
        4.1.4 滑面参数的选取
        4.1.5 滑坡推力计算和稳定性评价
    4.2 滑坡稳定性敏感因素分析
    4.3 滑坡稳定性综合分析
    4.4 本章小结
第5章 滑坡稳定性数值模拟分析
    5.1 数值模拟软件介绍
3D5.0简介'>        5.1.1 FLAC^3D5.0简介
        5.1.2 GID软件简介
    5.2 三维模型的建立及计算参数的选用
        5.2.1 三维模型的建立
        5.2.2 三维模型计算参数的选取
        5.2.3 强度折减法求解滑坡安全系数的介绍
    5.3 天然状态下滑坡稳定性分析
        5.3.1 位移分析
        5.3.2 应力分析
        5.3.3 最大剪切应变增量和塑性区分布
        5.3.4 结论
    5.4 降雨工况下滑坡稳定性分析
        5.4.1 降雨工况下计算条件的假定
        5.4.2 位移分析
        5.4.3 应力分析
        5.4.4 最大剪切应变增量和塑性区分布
        5.4.5 结论
    5.5 地震工况下滑坡稳定性分析
        5.5.1 动力分析中几个关键问题的处理
        5.5.2 加速度动力响应分析
        5.5.3 位移动力响应分析
        5.5.4 永久位移分析
        5.5.5 应力分析
        5.5.6 最大剪切应变增量和塑性区分布
        5.5.7 结论
    5.6 本章小结
第6章 滑坡防治建议
    6.1 滑坡防治的必要性
    6.2 滑坡治理方案建议
    6.3 治理工程最优加固位置确定
    6.4 本章小结
结论与展望
    结论
    进一步研究的建议与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间参与的科研项目

【参考文献】

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本文编号：2859527