水位下降条件下库岸边坡的稳定性研究
发布时间：2021-08-04 10:36
近年来,边坡稳定性研究成为岩土工程领域的经典研究课题,一直以来受到众多学者的关注。而库岸边坡由于其特殊的地理环境条件,其稳定性极易受到水库水位变动的影响而导致产生滑坡、崩塌等地质灾害,因此开展对库岸边坡在库水位下降条件下的稳定性研究具有重要意义。本文在前人的研究基础上,基于极限分析运动学原理,研究了土质和岩质库岸边坡在库水位下降时的稳定性问题,并分析了抗滑桩加固对边坡稳定性的影响,为库岸边坡的设计施工提供参考。最后进行了边坡可靠度分析,以对边坡稳定性进行综合性的评价。具体工作主要从以下几个方面展开:（1）利用包辛涅斯克（Boussinesq）渗流方程求解库水位下降时的库岸边坡内水位线方程,解决了岸坡地下水位不确定性问题。在此基础上采用离散上限机制构建了库岸边坡旋转失稳的破坏机构。然后推导了土质（Mohr-Coulomb准则）与岩质（Hoek-Brown准则）边坡的外力功率及内能耗散,获得了安全系数的计算流程并编制了相关程序。在结果验证的基础上对边坡稳定性进行了参数分析;绘制稳定性图表以充分考虑边坡几何性质、结构以及岩体性质等因素的影响。（2）研究了抗滑桩加固的库岸边坡稳定性问题,边坡浸...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
003年千将坪滑坡（图片来源新华网）
第一章绪论2图1.22010年神女溪岸坡坍塌（图片来源新华网）Fig1.2LandslideinGoddessriverin2010由此可见水库库岸滑坡常会带来重大灾难。而这些例子也显示库岸崩塌滑坡的发生除了与边坡本身地质条件有关，与外界因素特别是库水位的下降有很大程度的关联。目前我国水库在进行水位调度时，大多采劝冬蓄夏泄”的方式，库岸的地下水位在蓄水后上升，如果水位快速降落，边坡内水位无法与库水位的降落达到同步，高、低水位之间的落差是对岸坡稳定极为不利的影响因素。水库库岸滑坡具有危害性、普遍性和特殊性的特征，为有效地改造、利用库岸边坡，防治滑坡灾害的发生，对库岸边坡稳定性及边坡加固技术的研究十分有必要。目前，防治滑坡灾害的措施有很多：排水、削方卸载、抗滑支挡、锚固等，但库岸边坡一般为天然边坡，体积较大，相比较而言，抗滑桩桩位灵活，抗滑能力较强，施工安全简便且不干扰边坡的平衡，基于这些优点，抗滑桩在边坡加固中应用广泛。我国用于滑坡治理的抗滑桩数目很大，这也显示，用抗滑桩来加固边坡可大大降低边坡失稳的风险，可见对于整治滑坡，抗滑桩是非常有效的加固措施。在实际情况中，土体每一点的土性参数可能都不一样，且荷载、地下水等因素也存在着不确定性，因此，采用可靠度理论结合安全系数进行综合的边坡稳定性评价，该理论对各点土体参数的不稳定性进行了充分考虑，以更好地反映边坡的实际安全状态。因此，论文的主要目的是为了客观的对库水位下降条件下库岸岩土质边坡的失稳风险进行计算和评价，开展抗滑桩加固边坡稳定可靠性，完善分析理论和方法，通过理论分析，提供参考价值，主动防范库岸滑坡灾害，这对加强边坡稳定性、指导其设计施工、保障库区人民生命财产安全及减少经济损失具有很大的理论和现实?
合肥工业大学硕士学位论文5主要研究有：郑颖人[10]利用包辛涅斯克(Boussinesq)渗流微分方程，建立库水位下降过程的数学模型，并充分考虑需满足的边界条件，推导出了库水位等速下降时坡内浸润线的简化计算公式。之后，Yan[11]利用浸润线方程验证了库水位升降对边坡浸润线的影响试验；Zhang[12]利用该浸润线公式进行了库水位等速上升时岸坡地下水浸润线的计算研究。Berilgen[13]采用有限元法对不同的水位降深速率和降深比进行了瞬态渗流和变形耦合分析（包括固结）以及稳定性分析，且不仅研究了缓降或快降的极限情况，还研究了不同降速下的瞬时情况；姜朋明[14]，利用FLAC3D软件模拟了水位变化过程及边坡内的浸润线，并得到了水位上升和下降过程中安全系数的变化情况。确定浸润线的方法能够精确计算孔隙水压力，且能充分考虑坡内水位的实际情况。HL初始水位图1.4边坡内水位实际为非线性Fig1.4Nonlinearphreaticline1.2.3抗滑桩加固边坡稳定性现状为减少边坡失稳造成的损害，各种加固设施常被用来提高边坡稳定性。抗滑桩作为有效的边坡加固措施，借助桩体与周围岩土体的共同作用，通过锚固段锚固到稳定地层，以平衡滑坡滑动力，其加固示意图如图1.5。图1.5抗滑桩加固边坡示意图Fig1.5Theslopereinforcedwithpiles最早于1965-1981年，Bulley、Taniguchi、Offenberger[15-17]利用试验的方法分别对木桩、钢管桩以及钢筋混凝土桩对边坡的加固进行了研究，验证了抗滑桩的加固作用。由此，大部分学者开始对抗滑桩加固边坡的稳定性开展了研究。对
【参考文献】：
期刊论文
[1]非均质边坡上限分析的离散机构及应用[J]. 孙志彬,潘秋景,杨小礼,侯超群,尚熳廷. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[2]Three-dimensional analysis of slopes reinforced with piles[J]. 高玉峰,叶茂,张飞. Journal of Central South University. 2015(06)
[3]水位快速变动下边坡稳定性分析[J]. 姜朋明,尚羽. 水利与建筑工程学报. 2010(04)
[4]雅砻江某边坡稳定性蒙特卡洛模拟方法的改进[J]. 李贺华,赵辉,谭跃虎. 山西建筑. 2010(01)
[5]基于可靠度理论的边坡稳定性分析研究[J]. 谢秀栋,方建瑞,范炜,程心恕. 自然灾害学报. 2008(02)
[6]库水位等速上升作用下岸坡地下水浸润线的计算[J]. 张友谊,胡卸文. 水文地质工程地质. 2007(05)
[7]基于瑞典条分法数值解的边坡蒙特卡罗可靠性分析[J]. 郭长宝,张永双,陈情来,李旭峰,王献礼. 水文地质工程地质. 2007(04)
[8]库水位下降时渗透力及地下水浸润线的计算[J]. 郑颖人,时卫民,孔位学. 岩石力学与工程学报. 2004(18)
[9]土力学经典问题的极限分析上、下限解[J]. 陈祖煜. 岩土工程学报. 2002(01)
本文编号：3321543
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
003年千将坪滑坡（图片来源新华网）
第一章绪论2图1.22010年神女溪岸坡坍塌（图片来源新华网）Fig1.2LandslideinGoddessriverin2010由此可见水库库岸滑坡常会带来重大灾难。而这些例子也显示库岸崩塌滑坡的发生除了与边坡本身地质条件有关，与外界因素特别是库水位的下降有很大程度的关联。目前我国水库在进行水位调度时，大多采劝冬蓄夏泄”的方式，库岸的地下水位在蓄水后上升，如果水位快速降落，边坡内水位无法与库水位的降落达到同步，高、低水位之间的落差是对岸坡稳定极为不利的影响因素。水库库岸滑坡具有危害性、普遍性和特殊性的特征，为有效地改造、利用库岸边坡，防治滑坡灾害的发生，对库岸边坡稳定性及边坡加固技术的研究十分有必要。目前，防治滑坡灾害的措施有很多：排水、削方卸载、抗滑支挡、锚固等，但库岸边坡一般为天然边坡，体积较大，相比较而言，抗滑桩桩位灵活，抗滑能力较强，施工安全简便且不干扰边坡的平衡，基于这些优点，抗滑桩在边坡加固中应用广泛。我国用于滑坡治理的抗滑桩数目很大，这也显示，用抗滑桩来加固边坡可大大降低边坡失稳的风险，可见对于整治滑坡，抗滑桩是非常有效的加固措施。在实际情况中，土体每一点的土性参数可能都不一样，且荷载、地下水等因素也存在着不确定性，因此，采用可靠度理论结合安全系数进行综合的边坡稳定性评价，该理论对各点土体参数的不稳定性进行了充分考虑，以更好地反映边坡的实际安全状态。因此，论文的主要目的是为了客观的对库水位下降条件下库岸岩土质边坡的失稳风险进行计算和评价，开展抗滑桩加固边坡稳定可靠性，完善分析理论和方法，通过理论分析，提供参考价值，主动防范库岸滑坡灾害，这对加强边坡稳定性、指导其设计施工、保障库区人民生命财产安全及减少经济损失具有很大的理论和现实?
合肥工业大学硕士学位论文5主要研究有：郑颖人[10]利用包辛涅斯克(Boussinesq)渗流微分方程，建立库水位下降过程的数学模型，并充分考虑需满足的边界条件，推导出了库水位等速下降时坡内浸润线的简化计算公式。之后，Yan[11]利用浸润线方程验证了库水位升降对边坡浸润线的影响试验；Zhang[12]利用该浸润线公式进行了库水位等速上升时岸坡地下水浸润线的计算研究。Berilgen[13]采用有限元法对不同的水位降深速率和降深比进行了瞬态渗流和变形耦合分析（包括固结）以及稳定性分析，且不仅研究了缓降或快降的极限情况，还研究了不同降速下的瞬时情况；姜朋明[14]，利用FLAC3D软件模拟了水位变化过程及边坡内的浸润线，并得到了水位上升和下降过程中安全系数的变化情况。确定浸润线的方法能够精确计算孔隙水压力，且能充分考虑坡内水位的实际情况。HL初始水位图1.4边坡内水位实际为非线性Fig1.4Nonlinearphreaticline1.2.3抗滑桩加固边坡稳定性现状为减少边坡失稳造成的损害，各种加固设施常被用来提高边坡稳定性。抗滑桩作为有效的边坡加固措施，借助桩体与周围岩土体的共同作用，通过锚固段锚固到稳定地层，以平衡滑坡滑动力，其加固示意图如图1.5。图1.5抗滑桩加固边坡示意图Fig1.5Theslopereinforcedwithpiles最早于1965-1981年，Bulley、Taniguchi、Offenberger[15-17]利用试验的方法分别对木桩、钢管桩以及钢筋混凝土桩对边坡的加固进行了研究，验证了抗滑桩的加固作用。由此，大部分学者开始对抗滑桩加固边坡的稳定性开展了研究。对
【参考文献】：
期刊论文
[1]非均质边坡上限分析的离散机构及应用[J]. 孙志彬,潘秋景,杨小礼,侯超群,尚熳廷. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[2]Three-dimensional analysis of slopes reinforced with piles[J]. 高玉峰,叶茂,张飞. Journal of Central South University. 2015(06)
[3]水位快速变动下边坡稳定性分析[J]. 姜朋明,尚羽. 水利与建筑工程学报. 2010(04)
[4]雅砻江某边坡稳定性蒙特卡洛模拟方法的改进[J]. 李贺华,赵辉,谭跃虎. 山西建筑. 2010(01)
[5]基于可靠度理论的边坡稳定性分析研究[J]. 谢秀栋,方建瑞,范炜,程心恕. 自然灾害学报. 2008(02)
[6]库水位等速上升作用下岸坡地下水浸润线的计算[J]. 张友谊,胡卸文. 水文地质工程地质. 2007(05)
[7]基于瑞典条分法数值解的边坡蒙特卡罗可靠性分析[J]. 郭长宝,张永双,陈情来,李旭峰,王献礼. 水文地质工程地质. 2007(04)
[8]库水位下降时渗透力及地下水浸润线的计算[J]. 郑颖人,时卫民,孔位学. 岩石力学与工程学报. 2004(18)
[9]土力学经典问题的极限分析上、下限解[J]. 陈祖煜. 岩土工程学报. 2002(01)
本文编号：3321543
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