降雨条件下路堤边坡稳定性研究

发布时间：2017-10-03 06:26

  本文关键词：降雨条件下路堤边坡稳定性研究

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【摘要】：边坡滑坡一直是边坡工程界的一个难题,它的影响影响因素较多,最主要因素的是降雨入渗。本文以合肥黑池坝边坡治理项目为研究对象,通过有限元软件MIDAS/GTS数值模拟计算不同降雨工况下渗流-应力耦合作用对边坡稳定性的影响,并且针对边坡项目现状给出了治理加固的措施,主要工作和成果如下:(1)总结归纳了国内外边坡稳定性研究成果,详细阐述了边坡降雨入渗作用机理以及渗流分析常用的方法,系统分析了降雨入渗时两个重要参数,通过有限元软件建立三维模型,分析了连续弱降雨和短期强降雨两种不同工况下边坡孔隙水压力、暂态饱和区的变化规律。(2)从渗流分析结果可知,短期强降雨和连续弱降雨两种工况下,边坡孔隙水压力都呈现随着降雨时间持续坡顶及最大负孔隙水压力不断增大的一致性。短期强降雨由于降雨强度大大超过土体饱和渗透系数,在降雨开始后1h时内就在边坡表面形成了暂态饱和区,而连续弱降雨A1在整个降雨周期内边坡表面都未出现完整的暂态饱和区;连续降雨A2降雨强度和土体饱和渗透系数相差不大,整个降雨时间设置周期内都会出现暂态饱和区。(3)重点阐述了有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的原理,并以此方法为分析基础,建立非饱和土体边坡非线性弹性模型,结合合肥地区降雨特点和降雨入渗分析计算结果,求得不同工况下各个时间内边坡的位移、最大剪应力的变化规律。(4)针对降雨工况A1,采用强度折减法进行折减计算,通过对不同折减系数下模型计算结果对比分析,依据边坡稳定性判别的三大准则,得出不同时刻下的安全系数,比较了三大准则的优缺点。(5)介绍了合肥黑池坝边坡治理项目的工程概况、地质水文条件、滑坡破坏特征形态。采用边坡抗滑桩加固经典计算方法-传递系数法,求得最危险面最大剩余滑坡力,运用理正岩土计算软件进行抗滑桩设计,保证了边坡项目的稳定性。
【关键词】：边坡 渗流 降雨 稳定性分析 抗滑桩加固
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.2 国内、外研究现状15-21
• 1.2.1 边坡稳定性方法研究现状15-19
• 1.2.2 非稳定性渗流在边坡稳定性中分析方法研究19-21
• 1.3 本文研究主要内容21-22
• 第二章 降雨渗流分析理论22-32
• 2.1 渗流理论22-24
• 2.1.1 渗流概念22
• 2.1.2 纳维-斯托克斯方程22-23
• 2.1.3 达西定律23-24
• 2.2 渗流基本微分方程及连续性方程24-25
• 2.2.1 渗流连续性方程24
• 2.2.2 渗流基本微分方程24-25
• 2.3 微分方程定解条件25-26
• 2.4 渗流有限单元法分析26-28
• 2.5 渗流分析中两个重要参数28-31
• 2.5.1 渗透系数及渗透函数28-30
• 2.5.2 非饱和土土-水特征曲线30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 降雨入渗渗流场有限元分析32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 MIDAS-GTS有限元分析软件介绍32-33
• 3.3 边坡渗流场数值分析33-45
• 3.3.1 有限元模型建立与参数的选取33-36
• 3.3.2 模型的初始条件和边界条件36
• 3.3.3 降雨渗流模拟分析36-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 边坡渗流-应力耦合稳定性分析46-67
• 4.1 降雨入渗影响边坡稳定的机理46
• 4.2 边坡稳定分析需注意的问题46
• 4.3 降雨时渗流边坡稳定性分析方法46-47
• 4.4 模型稳定性分析采用的方法47-52
• 4.4.1 强度折减法基本原理47-48
• 4.4.2 非饱和土应力-应变方程48-49
• 4.4.3 非线性弹性分析方法及本构模型49-50
• 4.4.4 强度折减法失稳判别依据50-52
• 4.5 渗流-应力耦合稳定性分析52-64
• 4.5.1 边坡安全系数的划分52
• 4.5.2 渗流-应力耦合结果分析52-64
• 4.6 本章小结64-67
• 第五章 合肥环城公园黑池坝边坡治理设计67-78
• 5.1 工程概况67-68
• 5.2 工程水文地质情况68-69
• 5.2.1 气象条件68
• 5.2.2 工程地质条件68-69
• 5.3 边坡特征及变形特征69-71
• 5.4 传递系数法71-73
• 5.4.1 传递系数法简介71-72
• 5.4.2 稳定性系数及推力计算公式72-73
• 5.5 滑坡推力计算73-75
• 5.6 抗滑桩设计75-76
• 5.7 截排水沟设计76-77
• 5.8 本章小结77-78
• 第六章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 作者简介及读研期间主要科研成果84

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本文编号：963649