不同降雨和地震条件下边坡的稳定性分析研究

发布时间：2020-11-05 15:35

　　 边坡的稳定性以外界因素无法准确预测及发生失稳后对人们财产和生命带来巨大损害等缺点至今仍然是一个十分热门的研究课题。在众多外界影响因素中又以降雨和地震因素为主,因此研究边坡在地震和降雨条件下的稳定性对于学术和工程实践有着巨大的现实理论意义。我国西南地区处于地震带上,发生地震频率较高;并且该地区降雨量较大,持时较长,针对川东地区存在较多的泥岩和砂岩夹层结构的岩土高边坡,本文选取了重庆市北碚区复兴镇横一路延伸段道路岩土高边坡为工程背景,采用有限元A BAQUS软件建立三维模型,探索边坡在不同降雨类型和地震条件下的稳定性及变形规律;同时研究了在最不利降雨和地震耦合作用下,不同位置布置锚杆后边坡的稳定性变化规律及相应的变形特征。本文的研究内容主要有以下几个方面:⑴利用ABAQUS软件建立三维模型,分析了在地震作用下边坡的应力场、位移场和安全系数,研究了边坡在地震荷载作用下的变形特征及稳定性。结果表明,随着地震水平加速度的增加,边坡受到的应力由浅入深逐渐增加,在坡底处应力达到最大;岩土边坡在地震荷载作用下坡顶主要发生受拉破坏,且破坏产生的永久性位移随着地震水平加速度的增加而增加;边坡的安全系数会随着地震水平加速度的增加而降低。⑵借助ABAQUS软件建立三维模型,分析了在短时大暴雨、长时暴雨和数日大雨工况下边坡的的孔隙水压力场、位移场和安全系数,研究了边坡的稳定性及变形规律。结果表明,短时大暴雨工况下边坡的孔隙水压力和位移量最大,长时暴雨工况下边坡的孔隙水压力和位移量次之,数日大雨工况下边坡的孔隙水压力和位移量最小,并且最大位移都出现在素填土坡面和坡顶处;对比不同降雨类型可知,降雨强度越大,边坡的稳定性越低。⑶利用ABAQUS数值计算模型,分析在最不利降雨和地震耦合作用下,坡顶、坡中、坡脚处布置锚杆后边坡的应力场、位移场和安全系数,研究了边坡的稳定性及变化规律。结果表明,在降雨和地震荷载耦合作用下边坡施加锚杆后整体的稳定性得到明显提升,并且探索出在坡中处布置锚杆比在坡顶和坡脚处布置锚杆的抗滑效果要好。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U416.14
【部分图文】：

重庆交通大学硕士学位论文坡能否维持原状这个课题逐渐暴露出来。特别是在那些山区面积较多些地区无论是哪种大型项目，都包含了大量边坡，而边坡稳定与否又质量的好坏以及是否对社会财产及人身财产构成威胁,同时也对社会的产生影响。如不大力发展和完善边坡稳定性分析的方法，不但会浪费设施的资金投入，也会对地区的发展产生不利的负面影响。

设施的资金投入，也会对地区的发展产生不利的负面影响。图 1-1 中国 2016 年年降雨量分布图Figure 1-1 rainfall distribution map of China in 2016

图 2-1 强度折减法原理示意图Figure2-1 schematic diagram of strength reduction principle图可知，存在着 A、B、C 和 D 四条直线，这四条直线分别是 B、C：折减后的强度包线，D：折减后所能承受的极限强度包际承受的应力可用摩尔圆表示。因此可以很直观发现随着强度，强度包线离莫尔圆越近，且越来越接近相切，也就代表了土平衡状态。分析边坡稳定性的方法大部分是极限平衡法和强度折减法，这点，现将其总结如下：限平衡法需要假定滑动面的形状，而强度折减法则是在计算之面的形状便可以直接求出安全系数；限平衡法需要考虑规则形状的边坡，因此受到的限制也更多；是规则还是不规则形状的边坡都可以考虑，包括复杂地貌的边稳定性；度折减法可以考虑边坡应力-应变的关系，而极限平衡法则不能
【参考文献】

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本文编号：2871837