砂黄土塔基边坡稳定性评价及防护措施的研究 ——以陕北定边县为例

论文摘要

以陕北定边县砂黄土塔基边坡为研究对象,通过野外调查和工程地质分析相结合的方法,研究了典型砂黄土边坡的基本特征和破坏类型。采用室内试验、微观分析的手段,研究了砂黄土的物理力学特性和微观结构,对比分析了陕北定边县砂黄土与西安长安区粘黄土在宏观和微观两方面的差异。在此基础上,借助有限元软件MIDAS模拟不同工况下塔基边坡的应力应变特征,进而揭示了砂黄土地区塔基边破的破坏机理并提出了相应的防护措施。得出的主要结论如下:(1)砂黄土边坡根据边坡剖面形态可以分为折线形和近直线形;根据物质组成可将其分为单一结构和双层结构。其破坏类型分为落水洞、冲沟和滑塌三种,其中滑塌是砂黄土边坡破坏的主要形式。(2)在陕北定边县和西安长安区进行取样,并对两个地区的土样进行常规试验,三轴剪切试验和微观试验。对试验结果进行对比分析,总结概括出研究区砂黄土与西安粘黄土在物理特性,力学特性及其微观特性三个方面的差异。(3)借助有限元软件对边坡稳定性和应力应变进行计算可以得出,随着影响因素的增加边坡稳定性逐渐减小,塔基边坡的应力应变有着明显的不同。其中风荷载和降雨是影响边坡稳定性和应力应变的主要因素。(4)在数值模拟结果的基础上分析总结出砂黄土塔基边坡的破坏机理。砂黄土塔基边坡的破坏机理是电塔荷载使得坡肩拉应力增加,从而产生张拉裂缝;再加上降雨减弱土体强度并对坡脚的入渗侵蚀,使得坡肩拉应力不断增加,坡脚剪应力集中,形成潜在滑动面,并最终发生破坏。(5)以现有的黄土边坡防护措施为基础,结合塔基边坡的破坏机理,对研究区塔基边坡进行防护工程设计。

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第一章绪论

1.1 选题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 陕北砂黄土物理力学性质研究现状

1.2.2 陕北黄土边坡灾害发育规律研究现状

1.2.3 陕北黄土边坡灾害形成机理研究现状

1.2.4 黄土的微观结构的研究现状

1.2.5 黄土边坡稳定性评价方法研究现状

1.2.6 黄土边坡灾害防护的研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章研究区地质环境条件

2.1 位置与交通

2.2 气象、水文

2.2.1 气象

2.2.2 水文

2.3 地形地貌

2.4 地层岩性

2.5 地质构造与地震

2.5.1 地质构造

2.5.2 地震

2.6 人类工程活动

第三章砂黄土边坡特征研究

3.1 砂黄土边坡基本特征

3.2 砂黄土边坡破坏特征

3.2.1 落水洞形态特征

3.2.2 冲沟形态特征

3.2.3 滑塌形态特征

3.3 砂黄土边坡破坏机理

3.3.1 落水洞破坏机理

3.3.2 冲沟破坏机理

3.3.3 滑塌破坏机理

3.4 本章小结

第四章砂黄土物理力学性质研究

4.1 砂黄土物理特性研究

4.1.1 基本物理指标

4.1.2 粒度特征指标

4.1.3 渗透性

4.2 砂黄土力学特性研究

4.2.1 试验仪器及试验原理

4.2.2 试验制样

4.2.3 试验步骤及过程

4.2.4 试验结果

4.3 砂黄土微观特性研究

4.3.1 试验仪器及试验方法

4.3.2 试验结果

4.4 本章小结

第五章定边砂黄土塔基边坡稳定性及破坏机理研究

5.1 塔基边坡形态特征

5.2 塔基边坡稳定性评价

5.3 塔基边坡的数值模拟

5.3.1 有限元模型的建立

5.3.2 数值模拟结果分析

5.4 塔基边坡破坏机理分析

5.5 本章小结

第六章砂黄土地区塔基边防护措施

6.1 黄土高边坡防护措施

6.2 塔基边坡防护措施

6.2.1 防护目的和原则

6.2.2 防护措施方案比选

6.3 本章小结

第七章结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 党于航

导师: 苏生瑞

关键词: 砂黄土,塔基边坡,微观结构,破坏机理,边坡防护

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,建筑科学与工程

单位: 长安大学

分类号: P642.2;TU444

总页数: 69

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