山区库岸路基在多种动态因素作用下的动态失稳机理研究

发布时间：2017-06-17 14:12

  本文关键词：山区库岸路基在多种动态因素作用下的动态失稳机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：库岸路基由于受库水的动态变化影响,使得库岸路基有别于普通公路路基,也使得库岸路基设计、防护、失稳机理等呈现出特殊性。当库水水位、水量以及水流流速发生变化时,库岸路基靠水侧水动力性质将会发生改变,应力场与渗流场共同作用下,路基内部结构发生变化,致使路基失稳,这是一个动态的过程。大量学者针对库水对路基的影响做了大量的研究,但这些研究往往侧重于库水对路基影响的单方面研究,没有形成从机理到防护,再到应用的系统性研究。而且,这些研究没有从水库运营的角度来考虑防护库岸路基。因此,为了解决山区库岸路基防护工程中的关键技术问题,为建立科学有效的山区库岸路基防护设计方法提供依据,有必要从库岸路基动态失稳机理着手,深入研究库水对路基的影响,并以此为依据,提出科学的防护措施。因此,论文在总结大量学者研究成果的基础上,主要采用数值模拟和理论分析的方法,从渗流场-应力场耦合的角度,研究了库岸路基动态失稳机理、舟坝电站水库运营参数以及S103线路基防护加固措施等,取得了如下研究成果:(1)详细阐述了库岸路基的类型、失稳影响因素以及破坏模式等,为科学分辨库岸路基的状态提供了依据,这也是研究路基失稳的基础;(2)阐述了流固耦合的基本机理、库岸路基的渗流特征以及流固耦合在库岸路基破坏过程中的作用原理。通过对库岸路基中渗流场和应力场的相互作用机理研究,引入了库岸路基流固耦合的数学模型;(3)利用FLAC3D分析软件和渗流场-应力场耦合理论,建立了S103线库岸路基数值分析模型,对四川省省道S103线库岸路基进行了数值分析,着重研究了静态水对库岸路基的影响、流固耦合下库水位上升速率对库岸路基的影响、流固耦合下库水位下降对库岸路基的影响等。研究发现,在库岸路基渗流场-应力场耦合情况下,舟坝电站库水位升降速率对S103线路基稳定性影响较大,水位升降速率越大,S103线沿线路基的安全系数下降就会越快;(4)在流固耦合理论和数值模拟分析的基础上,得出了舟坝电站水库库水位上升和下降的合理速率,提出了库岸路基的防护建议;(5)结合四川省省道S103线沿线库岸路基失稳的实际情况,在S103线库岸路基数值模拟研究分析的前提下,提出了S103线库岸路基防护措施,并对各种防护措施进行了适宜性评价。上述研究对解决四川省省道S103线库岸路基水毁病害的问题具有较强的指导意义,为确定舟坝电站水库的运营参数提供了理论基础,同时为解决类似山区库岸路基防护加固问题奠定了基础。
【关键词】：库岸路基 动态失稳 流固耦合 FLAC3D软件 防护措施
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 项目背景与研究目的11
• 1.2 国内外研究现状分析11-13
• 1.2.1 库水升降对路基边坡稳定性研究11-12
• 1.2.2 库水对库岸路基影响机理的研究12
• 1.2.3 库岸路基的防护和加固技术研究12-13
• 1.3 研究内容及技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 山区库岸路基动态失稳机理研究16-32
• 2.1 概述16
• 2.2 山区库岸公路路基分类16-20
• 2.2.1 按路基与库区密切程度16-17
• 2.2.2 按路基结构形式17-18
• 2.2.3 按库岸路基物质组成18-20
• 2.3 库岸路基岩土体渗流特征20-21
• 2.3.1 库岸路基物质结构及工程地质性质20-21
• 2.3.2 库岸路基水力及水文地质特征21
• 2.4 库岸路基稳定性影响因素21-28
• 2.4.1 地质因素对库岸路基稳定性的影响22
• 2.4.2 非地质因素对库岸路基稳定性的影响22-28
• 2.5 库岸路基失稳模式研究28-30
• 2.5.1 整体滑移28-29
• 2.5.2 崩塌和坍塌29-30
• 2.5.3 支挡结构物破坏30
• 2.6 本章小结30-32
• 第三章 四川省省道S103线库岸路基病害调查分析32-37
• 3.1 项目概况32
• 3.2 病害分析32-36
• 3.2.1 路基沉陷33-35
• 3.2.2 滑坡35
• 3.2.3 桥梁垮塌35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 库岸路基动态失稳机理数值模拟37-68
• 4.1 概述37
• 4.2 渗流场-应力场耦合数学模型37-40
• 4.2.1 渗流场作用下的应力场38-39
• 4.2.2 应力场作用下的渗流场39
• 4.2.3 定解条件39-40
• 4.3 计算模型与计算参数40-43
• 4.3.1 库岸路基计算模型40-41
• 4.3.2 计算参数41-42
• 4.3.3 初始地应力场的生成42-43
• 4.4 无渗流静水压力对路基影响分析43-49
• 4.4.1 强度折减法原理43-44
• 4.4.2 无渗流静水压力对路基影响数值模拟44-48
• 4.4.3 无渗流静水压力对路基影响数值模拟分析48-49
• 4.5 库水位上升速率对库岸路基影响49-54
• 4.5.1 库水位上升速率对库岸路基沉降影响49-50
• 4.5.2 库水位上升速率对库岸路基安全系数影响50-52
• 4.5.3 库水位上升对库岸路基孔压力影响52-54
• 4.6 渗流场-应力场耦合库水位高度对路基影响54-59
• 4.6.1 库水位对库岸路基边坡沉降的影响55-56
• 4.6.2 库水位高度对库岸路基安全系数的影响56-59
• 4.7 库水位下降速率对库岸路基边坡的影响59-64
• 4.7.1 库水位下降速率对库岸路基沉降位移影响59-60
• 4.7.2 库水位下降速率对库岸路基安全系数影响60-64
• 4.7.3 库水位下降速率对库岸路基剪切应变增量影响64
• 4.8 库岸路基动态失稳机理数值模拟总结64-68
• 4.8.1 结论65-66
• 4.8.2 建议66-68
• 第五章 S103线沿线路基防护与病害处治方法68-87
• 5.1 概述68
• 5.2 S103线沿线库岸路基防护68-73
• 5.2.1 库岸路基边坡防护范围68
• 5.2.2 库岸路基边坡防护结构类型68-70
• 5.2.3 库岸路基边坡防护反滤层设计70-73
• 5.3 S103线库岸路基支挡与防护结构病害防治73-79
• 5.3.1 库岸路基支挡与防护结构典型加固措施74-77
• 5.3.2 降低水对路基、岸坡支挡与防护结构侵蚀工程措施77
• 5.3.3 路基、边坡排水系统病害防治77-78
• 5.3.4 路基及岸坡渗透变形的防治78
• 5.3.5 改善库岸路基土体路用性能78-79
• 5.3.6 S103线库岸公路路基病害防治支挡结构物选型79
• 5.4 S103线库岸路基防护实例79-86
• 5.4.1 实例 1——库岸路基沉降处理79-81
• 5.4.2 实例 2——抛石护岸加固处治81-83
• 5.4.3 实例 3——石笼挡土墙护脚加固处治83-86
• 5.5 本章小结86-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 全文总结87-88
• 6.2 研究展望88-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-94
• 近期发表的论文94

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5 姜晨光;李少红;贺勇;张清峰;姜勇;;地下水位变化与库岸滑坡体稳定性关系的研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

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10 尹志政;张家生;;凤滩电厂近坝库岸边坡稳定性分析与评价[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

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1 小明;三峡三期工程通过验收[N];西部时报;2008年

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