基于双折减系数法的黄土边坡稳定性研究

发布时间：2017-10-13 07:30

  本文关键词：基于双折减系数法的黄土边坡稳定性研究

  更多相关文章： 边坡稳定性 非饱和黄土 双折减系数法 含水率 抗剪强度参数

【摘要】：我国黄土地区由于地下水位抬升或地表降水引起的黄土滑坡频发,特别是居民生活区、公路和铁路沿线的黄土高边坡,一旦发生失稳很可能造成灾难性后果。随着西部大开发和“一带一路”战略的不断推进,这类型灾害将更加突出。因此,开展水影响下黄土边坡稳定性分析方法的研究具有重要的理论意义和价值。本文以水对黄土边坡稳定性影响较大这一普遍规律为出发点,提出了双折减系数法及两种适用于黄土边坡稳定性分析方法,并采用算例进行了验证,取得了如下成果:(1)基于非饱和原状黄土三轴剪切和直剪试验结果,通过分析抗剪强度参数与含水率之间的关系,确定了抗剪强度参数折减路径函数F2=F1b,提出双折减法表达式c'=c/Ftrial和φ'=arctan(tanφFtrialb),讨论了其物理意义及力学机制。(2)基于该方法,分析了不同DP准则和参数取值对黄土边坡安全系数的影响,并推导出了不同DP准则条件下安全系数之间的转换公式。结果表明:采用DP4准则的计算结果接近严格条分法;弹性模量E和泊松比v取值对安全系数影响很小,剪胀角Ψ和抗拉强σt对安全系数影响较大。(3)提出了严格条分双折减系数法,推导了该方法的计算过程。应用该方法计算了典型坡度黄土边坡安全系数,结果表明:双折减系数法比传统单折减法计算结果偏大;对于坡度较小的边坡,二者计算结果偏差较大(19%);对于坡度较大的边坡,二者计算结果很接近(1%);严格条分双折减系数法更能反映出边坡安全系数对坡度θ大小的敏感性。(4)提出了有限差分双折减系数法,改进了计算程序,以黄土边坡开挖为例进行了计算分析,结果表明:有限差分双折减系数法安全系数值介于传统单折减法安全系数(下限解)与传统超载储备安全系数(上限解)之间;采用塑性区贯通判据和特征点位移突变判据较合理,能较好的发挥岩土类材料抗剪切能力。本文提出的两种适用于黄土边坡稳定性分析方法符合黄土强度参数折减规律,具有明确的物理意义和理论依据,可为黄土地区边坡稳定性分析提供参考。
【关键词】：边坡稳定性 非饱和黄土 双折减系数法 含水率 抗剪强度参数
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景、目的及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状及存在问题12-19
• 1.2.1 传统强度折减法12-16
• 1.2.2 双折减系数法16-19
• 1.3 主要研究内容19
• 1.4 研究方法及技术路线19-21
• 第二章 非饱和黄土双折减系数法的建立21-36
• 2.1 非饱和黄土的双折减系数法概念21-24
• 2.2 非饱和黄土折减路径函数求解24-33
• 2.2.1 黄土强度参数折减关系算例一24-27
• 2.2.2 黄土强度参数折减关系算例二27-28
• 2.2.3 黄土强度参数折减关系算例三28-30
• 2.2.4 黄土强度参数折减关系算例四30-31
• 2.2.5 黄土强度参数折减关系算例五31-32
• 2.2.6 黄土强度参数折减关系算例六32-33
• 2.3 非饱和黄土双折减系数法表达式33-35
• 2.4 小结35-36
• 第三章 黄土边坡稳定性双折减系数法分析原理36-49
• 3.1 传统的强度折减法36-37
• 3.1.1 传统单折减法36
• 3.1.2 传统超载储备法36-37
• 3.2 双折减系数法机制分析37-40
• 3.2.1 强度参数折减物理意义37
• 3.2.2 强度参数折减力学机理37-40
• 3.3 不同DP准则条件下黄土边坡安全系数40-45
• 3.3.1 不同DP准则下安全系数40-43
• 3.3.2 不同DP准则下安全系数的转换43-45
• 3.4 计算精度影响因素分析45-48
• 3.5 小结48-49
• 第四章 基于严格条分双折减系数法的黄土边坡稳定性分析49-55
• 4.1 严格条分双折减系数法49-52
• 4.2 黄土边坡计算模型52-53
• 4.3 计算结果及分析53-54
• 4.4 小结54-55
• 第五章 基于有限差分双折减系数法的黄土边坡稳定性分析55-77
• 5.1 计算原理55-59
• 5.1.1 有限差分法55-57
• 5.1.2 混合离散法57
• 5.1.3 计算过程57-59
• 5.2 有限差分双折减系数法59-61
• 5.2.1 有限差分双折减系数法计算程序编制59-60
• 5.2.2 边坡开挖失稳判据60-61
• 5.3 黄土边坡计算模型61-63
• 5.3.1 模型及参数61-62
• 5.3.2 开挖阶段与方案62-63
• 5.4 计算结果及分析63-73
• 5.4.1 迭代不收敛判据判定方法、结果及分析63-66
• 5.4.2 塑性区贯通判据判定方法、结果及分析66-69
• 5.4.3 位移突变判据判定方法、结果及分析69-73
• 5.5 失稳判据的适用性探讨73-76
• 5.5.1 采用不同判据计算结果对比73-74
• 5.5.2 三种失稳判据关系分析74-76
• 5.6 小结76-77
• 第六章 结论与展望77-80
• 6.1 本文主要结论77-78
• 6.2 本文主要创新点78
• 6.3 有待进一步解决的问题78-80
• 参考文献80-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1023577