开挖诱发黄土边坡失稳的离心模型试验研究

发布时间：2020-11-13 11:55

【摘要】：我国黄土分布面积广阔,由于其自身脆弱的地质条件,所以一直是地质灾害频发的重灾区。随着西部大开发以及国家“一带一路”的发展,黄土地区的工程活动越来越频繁,而随之引发的滑坡灾害也屡见不鲜,对人民生命财产构成了重大的威胁,同时严重制约着区域经济的增长。本文主要研究方向为工程开挖诱发黄土滑坡的机理,以延安刘万家沟滑坡和灞桥9.17滑坡为出发点,根据黄土滑坡的地质背景,阐述了工程性黄土滑坡的破坏特征以及成因分析;并在此基础上开展了离心模型试验,说明了开挖诱发黄土边坡失稳的变形破坏过程,并对黄土边坡进行了分区;利用数值模拟技术,通过对黄土边坡不同开挖工况下的模拟,阐述了不同开挖条件下黄土边坡稳定性分析;最后,总结了开挖诱发黄土边坡失稳的形成机理,得到了以下的结论:(1)通过延安刘万家沟滑坡和西安9.17灞桥滑坡两个典型案例来分析,阐明开挖诱发黄土滑坡的破坏特征,先期的工程开挖是滑坡发生的原因。(2)通过对黄土边坡开挖的离心物理模型实验,根据实验结果可以得知:(1)整理坡体的位移场变化,分析坡体的变形场特征,并据此将坡体的变形进行了分区,总体分为滑动区、变形影响区和非影响区;(2)分析黄土边坡模型中产生的裂缝的成因,反映了牵引式的破坏特征以及滑动带形成的过程;并且根据裂缝的发育的过程,解释了黄土滑坡发展过程。(3)通过数值模拟技术,对不同地层的边坡开挖、不同高度的边坡开挖以及不同进尺深度的开挖进行模拟,主要结论如下:(1)纯黄土边坡在开挖后,受到工程开挖的影响最大,而存在古土壤层的边坡,受到的影响比较小,说明在黄土边坡中,存在古土壤层数越多的边坡,受到开挖卸荷作用后的自稳能力越强;(2)在相同的开挖体情况下,越高的坡体在开挖后失稳破坏的范围越大,因此造成滑坡的灾害也越严重,即使在小开挖的条件下,黄土边坡也会发育较大的滑坡;(3)从不同开挖深度的角度来说,黄土边坡内部的应力状态和位移的改变的程度超过黄土边坡自稳能力范畴,黄土边坡发生整体滑动破坏。(4)开挖诱发黄土滑坡主要有三个过程,分别是初始蠕变阶段、加速蠕变阶段和破坏阶段。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU444;P642.22
【图文】：

延安市杨家崖滑坡全貌[11]

图 2.2 吕梁市离石区黄土滑坡 年 5 月 16 日，位于兰州市九州路石峡口小区发生滑坡（如图区的建设开挖山体，使得开挖山体的稳定性变差，在降雨的造成 7 人死亡，以及一栋楼房损坏[62]。图 2.3 兰州市九州路石峡口小区滑坡

11图 2.3 兰州市九州路石峡口小区滑坡 年 6 月，位于子长县芋子弯村发生滑坡，滑坡所属的移民工工程建设的需要对老滑坡体进行开挖造成老滑坡体对上部坡部坡体发生滑动，造成建筑场地被毁坏。年 10 月，位于山西省柳林县枣林村发生滑坡，滑坡发生的原，削坡的角度过大，并加之强降雨加剧了边坡的失稳，滑坡造，直接经济损失达数百万元。年 3 月 10 日，位于陕西省榆林市子洲县双湖峪镇双湖峪村发生的主要原因在前期坡脚开挖窑洞后，导致坡体蠕动变形，失稳。滑坡造成 44 人被埋，27 人遇难，25 间房屋被埋，损
【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庄建琦;彭建兵;李同录;汪发武;;“9·17”灞桥灾难性黄土滑坡形成因素与运动模拟[J];工程地质学报;2015年04期

2 吕远强;张兴勤;姜海波;杨凌云;;晋西地区工程开挖形成的黄土边坡的最优坡率[J];煤田地质与勘探;2011年06期

3 张茂省;李同录;;黄土滑坡诱发因素及其形成机理研究[J];工程地质学报;2011年04期

4 李明;张嘎;李焯芬;张建民;;开挖对边坡变形影响的离心模型试验研究[J];岩土工程学报;2011年04期

5 穆鹏;吴玮江;杨涛;;2009年兰州市九州石峡口滑坡成因及其西侧高边坡稳定性研究[J];西北地震学报;2010年04期

6 李明;张嘎;李焯芬;张建民;;多次开挖条件下边坡变形的时间效应分析[J];世界地震工程;2010年S1期

7 龚成明;程谦恭;刘争平;;黄土边坡开挖与支护效应的离心模拟试验研究[J];岩土力学;2010年11期

8 龚成明;程谦恭;杨林浩;原郭兵;王玉峰;;黄土高边坡开挖过程的变形监测分析[J];铁道学报;2010年05期

9 王睿;张嘎;张建民;;降雨条件下含软弱夹层土坡的离心模型试验研究[J];岩土工程学报;2010年10期

10 李明;张嘎;李焯芬;张建民;;离心模型试验中边坡开挖设备的研制与应用[J];岩土工程学报;2010年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姚裕春;边坡开挖工程活动对环境影响研究[D];西南交通大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 范仲杰;开挖卸荷型黄土滑坡形成机理研究[D];长安大学;2013年

2 刘力;黄土强度特性及节理对黄土高边坡稳定的影响研究[D];天津大学;2007年

3 李彦兴;黄土挖方高边坡稳定性变化机理的分析研究[D];西安理工大学;2004年

本文编号：2882159