库水位升降作用下边坡稳定性及预警分析研究

发布时间：2017-05-22 14:08

  本文关键词：库水位升降作用下边坡稳定性及预警分析研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以某库区滑坡为例,在对其地质环境调查研究的基础上,运用Geo-Studio软件分析库区内以强风化泥质砂岩、泥灰岩为主的岸坡在库区水位升降作用下其渗流特征、水岩相互作用、稳定性及其预警预报判据。运用SEEP/W和SIGMA/W模块研究滑体中随库水位升降作用下的渗流场、应力场和位移场的变化规律,并依据渗流计算和应力应变结果采用有限元方法和极限平衡方法对边坡稳定性进行分析计算与综合评价。 第一章对国内外研究现状进行了详细的阐述,分别从饱和非饱和渗流现状、流固耦合现状、稳定性分析现状和边坡预警预报研究现状进行了归纳和整理。 第二章对渗流理论、流固耦合理论和边坡稳定分析理论等进行了说明与推导；对数值模拟软件涉及的分析方法和公式进行了阐述和分析。 第三章应用Geo-Studio有限元分析软件非饱和土体渗流分析模块SEEP/W对边坡进行了渗流分析,模拟库区水位升降作用下库岸边坡的渗流场。结合工程实例,分析了该库区边坡的孔隙水压力变化特征和渗流速度动态变化规律,为进一步运用SEEP/W和SIGMA/W模块进行渗流与形变耦合分析提供了渗流结果。 第四章通过SEEP/W和SIGMA/W模块模拟库水位升降下边坡流固耦合作用,利用渗流场-应力场耦合作用分析,分别研究了在库区水位升降作用下以强风化泥质砂岩、泥灰岩为主的岸坡的应力场和位移场的变化情况。分析了基于有限元方法下库区边坡位移场、应力场的变化特征。 第五章分析了库水升降作用下滑坡岩土体产生的力学效应,依据三、四章渗流计算和应力应变计算结果采用有限元方法和极限平衡方法对滑坡稳定性进行分析计算和综合评价。 第六章对库岸滑坡预警预报进行分析,以三、四、五章对渗流场、应力场和位移场分析的计算结果为基础,提出以位移、稳定系数和宏观现象为主要判据的边坡预警预报分析方法。对边坡土体抗剪强度参数内摩擦角和黏聚力进行了敏感性分析。
【关键词】：库水位升降 边坡稳定 Geo-Studio 流固耦合 预警预报
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究目的与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-17
• 1.2.1 饱和非饱和渗流研究现状9-12
• 1.2.2 流固耦合研究现状12-13
• 1.2.3 边坡稳定性研究现状13-15
• 1.2.4 滑坡预警预报研究现状15-17
• 1.3 研究内容和研究方法17-20
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法18-20
• 第2章 基本理论20-33
• 2.1 渗流基本理论20-24
• 2.1.1 渗流概念20
• 2.1.2 达西定律20
• 2.1.3 二维渗流控制微分方程20-21
• 2.1.4 饱和非饱和非稳定渗流控制微分方程21-22
• 2.1.5 有限元渗流方程22-23
• 2.1.6 弹塑性本构模型23-24
• 2.2 边坡应力-应变分析理论24-28
• 2.2.1 有限元方程24-25
• 2.2.2 应力-应变矩阵25-26
• 2.2.3 弹性本构关系26-27
• 2.2.4 边界荷载的等效力27-28
• 2.3 边坡稳定分析基本理论28-33
• 2.3.1 刚体极限平衡法28-31
• 2.3.2 土体平衡方程31-32
• 2.3.3 Mohr-Coulomb强度准则32-33
• 第3章 库水位升降作用下边坡饱和非饱和渗流模拟33-47
• 3.1 工程背景介绍33-35
• 3.1.1 地形地貌33
• 3.1.2 地层岩性33-34
• 3.1.3 地质构造34
• 3.1.4 水文地质条件34-35
• 3.2 库岸边坡材料渗流参数35-38
• 3.3 库岸边坡渗流模型38-40
• 3.4 渗流计算结果及分析40-45
• 3.4.1 孔隙水压力变化特征40-43
• 3.4.2 渗流速度动态变化规律43-45
• 3.5 本章结论45-47
• 第4章 库水位升降作用下边坡流固耦合分析47-59
• 4.1 流固耦合初始条件的确定47
• 4.2 库岸边坡渗流场-应力场耦合分析47-50
• 4.2.1 渗流场对应力场作用概述47-48
• 4.2.2 渗流场-应力场耦合作用基本原理48-50
• 4.3 耦合分析模型50-57
• 4.3.1 应力场分析50-55
• 4.3.2 位移场分析55-57
• 4.4 本章结论57-59
• 第5章 库水位升降作用下边坡稳定性影响研究59-64
• 5.1 库水升降作用下滑坡岩土体产生的力学效应59
• 5.2 库岸边坡稳定分析情况及材料参数59-60
• 5.3 模型建立60
• 5.4 计算结果及分析60-63
• 5.4.1 安全系数的定义60-61
• 5.4.2 稳定分析计算及结果61-63
• 5.5 本章结论63-64
• 第6章 库区边坡预警预报研究64-76
• 6.1 变形观测设计64-66
• 6.1.1 边坡变形时间演化规律64
• 6.1.2 预警预报判据的分类64-66
• 6.2 判据的确定66-69
• 6.2.1 位移判据研究66-68
• 6.2.2 稳定系数判据研究68
• 6.2.3 其他判据研究68-69
• 6.3 抗剪强度参数敏感性分析69-74
• 6.3.1 黏聚力敏感性分析70-72
• 6.3.2 内摩擦角敏感性分析72-74
• 6.4 本章结论74-76
• 第7章 结论与展望76-78
• 7.1 结论76-77
• 7.2 展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间发表论文及获奖情况83-84

【参考文献】

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本文编号：385913