基于应力场和变形场的边坡稳定性研究
本文选题:边坡 + 安全系数 ; 参考:《武汉大学》2016年博士论文
【摘要】:边坡的应力场和变形场与边坡稳定性有密切联系,如何有效地利用应力场和变形场去判断边坡的破坏模式并对其进行加固,具有重要的理论价值和工程意义。从理论分析、试验验证、数值计算、实际工程分析四个方面出发研究上述问题,得出以下主要结论:(1)通过边坡离心模型试验,研究了其变形特点,并对试验土样开展了三轴试验,建立了变模量弹塑性模型和Et-μt二重势面模型,认为数值方法基本可反映破坏前的试验结果,但要研究破坏的发生和发展的全过程,仍需更深入的研究。(2)根据应力场和变形场确定滑坡的破坏类型以及其最优加固位置。采用变模量强度折减法对边坡的应力场和变形场进行计算分析,通过数值计算结果表明:对于推移式滑坡,其上部的应力水平和位移高于下部;牵引式滑坡下部的应力水平和位移大于上部;而复合式滑坡,则是推移式滑坡和牵引式滑坡的组合。假设在边坡的不同位置设置抗滑桩,研究抗滑桩加固后的安全系数与应力场和变形场的关系,结果表明当抗滑桩设置在应力水平和变形场均较大的位置可获得最大安全系数。因此,推移式滑坡的最优加固位置是其上部,而牵引式滑坡的最优加固位置则是其下部,对于复合型滑坡其最优位置一般在边坡内应力水平和变形场都较大的位置。同样,采用锚索加固时,发现在高应力水平和大位移区域分配更多的加固荷载可以获得较好的加固效果。(3)比较不同破坏模式下强度折减法与传统整体极限平衡法的安全系数,发现推移式滑坡的两者结果较一致,而牵引式滑坡整体极限平衡法的结果大于强度折减法;牵引式滑坡的整体极限平衡法的安全系数可能是偏大的,尤其是存在较大的不均地质情况。(4)不同的破坏模式,边坡的位移模式也不一样,采用变模量强度折减法分析不同边坡破坏模式,总结得出:对于牵引式滑坡,其滑动破坏呈现“脆性”破坏的特征;而推移式滑坡在滑坡前在坡顶会有明显的位移预警,具有“塑性”破坏的特点。因此,边坡设计处理应避免产生牵引式破坏模式,宜设计成推移式破坏模式,就像钢筋混凝土梁的“适筋梁”那样,会在破坏前有明显的预警变形,减少灾害发生。
[Abstract]:The stress field and deformation field of the slope are closely related to the stability of the slope. How to use the stress field and the deformation field effectively to judge the failure mode of the slope and strengthen it has important theoretical value and engineering significance. The above problems are studied from four aspects: theoretical analysis, experimental verification, numerical calculation and practical engineering analysis. The main conclusions are as follows: (1) through the centrifugal model test of slope, the deformation characteristics are studied. Triaxial tests were carried out on the test soil samples, and the elastic plastic model of variable modulus and the Et- 渭 t potential surface model were established. It is considered that the numerical method can basically reflect the test results before failure, but the whole process of occurrence and development of failure should be studied. Further research is needed. (2) according to the stress field and deformation field, the failure type of landslide and its optimal reinforcement location are determined. The stress field and deformation field of the slope are calculated and analyzed by the variable modulus strength reduction method. The numerical results show that the stress level and displacement in the upper part of the slope are higher than those in the lower part; The stress level and displacement in the lower part of the traction landslide are greater than those in the upper part, while the composite landslide is the combination of the moving landslide and the traction landslide. Assuming that anti-slide pile is set in different position of slope, the relationship between safety factor, stress field and deformation field after reinforcement of anti-slide pile is studied. The results show that the maximum safety factor can be obtained when the anti-slide pile is located in the position where the stress level and deformation field are larger. Therefore, the optimal reinforcement position of the bedded landslide is its upper part, while the optimal reinforcement position of the traction landslide is its lower part. For the composite landslide, the optimal position is generally in the position where the stress level and deformation field of the slope are relatively large. In the same way, when using anchor cable to reinforce, it is found that more load distribution in high stress level and large displacement region can obtain better reinforcement effect. (3) comparing the safety coefficient of strength reduction method and traditional limit equilibrium method under different failure modes, It is found that the results of the two methods are consistent, while the results of the overall limit equilibrium method of the traction landslide are greater than those of the strength reduction method, and the safety factor of the overall limit equilibrium method of the traction landslide may be on the high side. In particular, there are large uneven geological conditions. (4) different failure modes and different displacement modes of slope are also different. The failure modes of different slopes are analyzed by variable modulus strength reduction method, and the following conclusions are obtained: for tractive landslides, The sliding failure shows the characteristics of "brittle" failure, while the bedded landslide has the characteristics of "plastic" failure and obvious displacement warning at the top of the slope before the landslide. Therefore, the slope design treatment should avoid the traction failure mode, and should be designed as the displacement failure mode, just like the reinforced concrete beam, there will be obvious early warning deformation before the failure, and the disaster will be reduced.
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU43
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 齐云龙;周勇;黄栋;;地震和降雨作用下的边坡稳定性分析[J];科学技术与工程;2010年26期
2 陈新民,罗国煜,夏佳;边坡稳定性类比评价的定量实现[J];工程地质学报;2000年02期
3 庄云,万波,谷晓曦,仲桂清;吉林核电站厂址边坡稳定性分析[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);2001年02期
4 薛新华;姚晓东;;边坡稳定性预测的模糊神经网络模型[J];工程地质学报;2007年01期
5 谢特华;李祥云;;模糊数学在边坡稳定性评判中的应用[J];西部探矿工程;2007年06期
6 盛初根;沈荣生;;某边坡稳定性模糊评价方法探讨[J];中国科技信息;2007年18期
7 周宏磊;;对“关于边坡稳定性分析中几个问题的讨论”讨论的答复[J];工程勘察;2008年12期
8 何晖宇;李春雷;;边坡稳定性分析理论和研究方法的发展与现状[J];交通科技;2008年S1期
9 张先亮;;深圳某既有边坡稳定性分析与评价[J];岩土工程界;2008年05期
10 张先良;李夕兵;;边坡稳定性分析研究[J];西部探矿工程;2009年02期
相关会议论文 前10条
1 李毅;茅献彪;李三寿;李益焕;;边坡稳定性的试验研究[A];全国岩石边坡、地下工程、地基基础监测及处理技术学术会议论文选集[C];1993年
2 曹庆林;;边坡稳定性各影响因素敏感性的灰色理论分析[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
3 刘雄;;天然土石堆积边坡稳定性的一种新分析计算方法[A];自然边坡稳定性分析暨华蓥山形变体形变趋势研讨会论文摘要集[C];1991年
4 郑宏;;三维边坡稳定性分析的严格方法[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
5 侯晓亮;谭晓慧;;灰色关联理论在边坡稳定性分析中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
6 刘高扬;郑文博;李耀基;蔡永昌;;基于流形方法的边坡稳定性分析及工程应用[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
7 蔡中民;武军;;边坡稳定性分析[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1996年
8 姜永东;鲜学福;许江;周军平;;降雨及地下水对三峡库区边坡稳定性的探讨[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 王旭华;陈守煜;陈雄;;边坡稳定性主客观权重模糊模式识别分析[A];东北岩石力学与工程分会学术讨论会论文集[C];2005年
10 边亚东;张玉国;祝彦知;;边坡稳定性分析集成系统的实现[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
相关博士学位论文 前10条
1 周丽珍;荆州市熊家冢遗址土化学加固和墓坑边坡稳定性研究[D];中国地质大学;2014年
2 Mohammed Mnzool Mohammed;城门山铜矿南部边坡稳定性分析[D];重庆大学;2015年
3 钟志辉;基于应力场和变形场的边坡稳定性研究[D];武汉大学;2016年
4 赵建军;公路边坡稳定性快速评价方法及应用研究[D];成都理工大学;2007年
5 刘沐宇;基于范例推理的边坡稳定性智能评价方法研究[D];武汉理工大学;2002年
6 王辉;珠三角花岗岩残积土边坡稳定性分析及非线性预测[D];吉林大学;2011年
7 李小强;最小势能原理在边坡稳定性分析中的应用研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2004年
8 王军;多重作用的边坡稳定性及分析方法的研究[D];中南大学;2010年
9 王建强;云南龙江特大桥桥基区边坡稳定性研究[D];中国地质大学(北京);2010年
10 刘胜利;风化和降雨作用下软岩边坡稳定性研究[D];华中科技大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘琳;研山铁矿高富水特厚冲积层边坡稳定性研究[D];河北联合大学;2014年
2 陈思帆;尖山铁矿西部边坡稳定性研究[D];昆明理工大学;2015年
3 金栋;冻融循环作用对边坡稳定性的影响[D];中国地质大学(北京);2015年
4 杨磊;某铁矿露天转地下开采边坡稳定性分析[D];中国地质大学(北京);2015年
5 吴玺;基于数值模拟方法的黄土边坡稳定性研究[D];长安大学;2015年
6 付玉宁;边坡形态与岩层产状对反倾向边坡稳定性影响的数值分析[D];长安大学;2015年
7 郭宁;某岩质边坡稳定性分析与桩锚支护应用研究[D];中国地质大学(北京);2015年
8 张磊;降雨条件下土体潜蚀机制及诱发滑坡研究[D];上海交通大学;2015年
9 廖伟成;某离子型稀土矿边坡稳定性分析及治理方案研究[D];江西理工大学;2015年
10 付强;基于神经网络的高边坡稳定性预测与加固研究[D];中国矿业大学;2015年
,本文编号:2078995
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2078995.html