溜石沟滑坡稳定性及抗滑桩土拱效应研究

溜石沟滑坡稳定性及抗滑桩土拱效应研究

论文摘要

灵台至华亭高速公路是西北高速网络中的的重要组成部分,本文研究的溜石沟滑坡位于线位布设的走廊内,严重制约了拟建公路的顺利施工。为了高速公路的稳定建设,在熟悉区域地质的情况下,开展了野外实地的勘测,为了查明滑坡的地质工程特征、演化发展过程,运用了包括室内试验等在内的多种手段;针对滑坡稳定性,运用极限平衡法进行了定量评价,运用MIDAS/GTS有限元分析软件通过建立假三维数值模型,对不同工况下典型剖面的稳定性进行验算,分析其应力、应变以及位移变化的特征,同时模拟了治理后的抗滑桩的阻滑效果。改变抗滑桩布设的影响因素,探讨不同桩间距、内摩擦角以及内聚力作用下的土拱效应。本文主要研究内容及成果如下:(1)通过野外勘探、钻探,室内试验等地质手段查明了滑坡的基本形态、物质组成及结构特征,分析了滑坡的演化过程,明确了导致滑坡再次复活的主要因素为岩土结构、降雨、地震以及人类工程活动。(2)运用传递系数法对滑坡进行不同工况稳定性分析:包括天然工况、暴雨或持续降雨工况、暴雨加地震工况。结果表明:(1)天然工况下为稳定状态,(2)暴雨或持续降雨工况为基本稳定稳定状态,(3)暴雨加地震工况为基本稳定不稳定状态。(3)在MIDAS/GTS分析软件中建立该滑坡的Ⅱ-Ⅱ’剖面的数值模型,对其进行分析:天然状况下应力大小呈上小下大分布,剪应变集中在滑带处,未形成贯通的滑面,在饱水和地震加饱水情况下,滑坡的应力、剪应变、总位移趋势相似,程度都比天然状态下大,滑坡稳定性也变差;稳定性计算和软件模拟的稳定系数结果相近。(4)利用MIDAS/GTS分析软件对治理后滑坡进行模拟计算,对比治理前后,剪应力区明显缩小,剪应变的数值也大大减小,可看出滑坡总位移量在治理后明显小于治理前位移量,治理效果明显。MIDAS/GTS软件中计算出的治理后稳定系数符合规范要求。(5)在MIDAS/GTS分析软件中改变抗滑桩的布设条件,分析不同桩间距、内摩擦角及内聚力对土拱效应的影响规律:抗滑桩桩间距在增大的过程中,土拱效应先增强再减弱,超过某一间距后,土拱效应不再发挥作用;内摩擦角从0°增大到15°的过程中,土拱效应增强趋势明显,内摩擦角从15°增大到30°的过程中,土拱效应继续发挥作用,增速缓慢;内聚力从0kpa增大到15kpa的过程中,土拱效应增强,有利于提高桩的阻滑作用,内摩擦角从15pka增大到30kpa的过程中,土拱效应继续发挥作用但不再增强。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 选题依据和研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 抗滑桩的研究现状
  •     1.2.2 土拱效应研究现状
  •   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 研究区地质环境背景
  •   2.1 自然地理概况
  •     2.1.1 位置
  •     2.1.2 气象
  •     2.1.3 水文
  •   2.2 地形地貌
  •   2.3 地层岩性
  •   2.4 地质构造
  •   2.5 新构造运动与地震
  • 第三章 滑坡工程地质特征
  •   3.1 滑坡形态及类型
  •   3.2 滑坡物质组成及结构特征
  •   3.3 滑坡现状
  •   3.4 滑坡演化分析
  •     3.4.1 滑坡形成时代
  •     3.4.2 滑坡成因分析
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 滑坡稳定性评价及数值模拟分析
  •   4.1 滑坡稳定性定性评价
  •   4.2 滑坡稳定性定量评价
  •     4.2.1 .滑坡稳定分析方法
  •     4.2.2 传递系数法基本原理
  •     4.2.3 稳定性分析及评价
  •   4.3 滑坡稳定性数值分析
  •     4.3.1 MIDAS/GTS软件介绍
  •     4.3.2 典型断面数值模拟分析
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 滑坡治理及其治理效果数值模拟分析
  •   5.1 滑坡抗滑桩治理设计
  •     5.1.1 抗滑桩适用条件
  •     5.1.2 抗滑桩设计原则
  •     5.1.3 滑坡推力计算
  •     5.1.4 滑坡治理设计具体方案
  •   5.2 滑坡抗滑桩治理效果模拟
  •     5.2.1 抗滑桩模型建立
  •     5.2.2 抗滑桩治理效果模拟分析
  •   5.3 本章小结
  • 第六章 抗滑桩土拱效应数值模拟分析
  •   6.1 数值分析模型的建立
  •     6.1.1 计算模型的建立
  •     6.1.2 数值模型计算参数的选取
  •     6.1.3 数值模型网格划分
  •   6.2 模拟方案的确定
  •   6.3 数值模拟分析
  •     6.3.1 桩间距对抗滑桩土拱效应影响
  •     6.3.2 内摩擦角对抗滑桩土拱效应影响
  •     6.3.3 内聚力对抗滑桩土拱效应影响
  •   6.4 本章小结
  • 结论与展望
  •   结论
  •   展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 胡雅丽

    导师: 胡高社

    关键词: 滑坡,形成机理,土拱效应,抗滑桩

    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

    单位: 长安大学

    分类号: P642.22

    总页数: 76

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