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降雨诱发缓倾顺层软硬相间边坡失稳模型试验——以叙大铁路古蔺站场边坡为例
| 论文题名： | 降雨诱发缓倾顺层软硬相间边坡失稳模型试验——以叙大铁路古蔺站场边坡为例 |
| 关键词： | 铁路站场;顺层边坡;降雨强度;破坏模式;失稳机理 |
| 摘要： | 一般而言，顺层边坡稳定性较差，特别是工程开挖揭露出层面，在降雨的诱发作用下，发生失稳的可能性较大。一般工程选址时都会主动避开顺层边坡，但在实际工程实践中，要完全避开难度也较大。在建的叙大铁路是四川省的重点项目，其穿行于川南山区，古蔺火车站为叙大铁路的一个重要节点，是连接叙永至古蔺铁路运输大动脉的重要中转站，站场边坡的稳定性会直接影响到铁路的施工和运营，本文在调查研究的基础上建立概念模型，进行室内试验及数值计算分析，得到以下主要研究成果: 1.在分级开挖边坡时，边坡变形微弱，其变形主要发生在边坡开挖面浅表层强风化岩体中，开挖产生的临空面为坡体变形提供空间，而在连续强降雨工况下，裂隙自上而下逐渐贯通，多处互层面弱化连通构成滑带，最终使边坡发生剪切破坏。 2.根据室内降雨模型试验的基本原理以及相似量纲分析原理确定了模型试验的相似常数，开展了模型边坡硬岩和软岩的选材和配比试验，通过比较遴选出模型试验的最优相似材料和相应的配合比，并按照试验所需选取了相应的测量元器件并对试验测点布置进行设计，按照试验目的确定了降雨强度及降雨时长等方案设计，并加以雨强率定和精确控制。通过对整个试验的设计与实施，建立了适用于室内大型边坡降雨模型试验的一套比较优化的试验方法。 3.采用调试好的降雨叠加喷洒系统及模型槽进行缓倾顺层软硬相间边坡降雨模型试验，利用高速超清摄像头对边坡侧面坡体个部位进行定时快照，并于降雨间隙使用三维激光扫描仪对破表变形进行记录，分析边坡变形演化过程及破坏模式。 4.关联分析坡体内埋设的四种不同传感器所采集的数据，结合坡体变形破坏过程的记录，详述数据变化与坡体变化之间的联系，归纳总结边坡内不同位置的含水率、孔隙水压力等响应规律，得到了裂隙不均匀切割效应及裂隙定向导流效应等在连续强降雨条件下边坡的动态响应规律及相应的后退式滑坡破坏机理。 5.利用三维离散元软件3DEC反演缓倾顺层软硬互层边坡天然状态的变形特征，和连续强降雨作用下结构面强度弱化后的变形特征及破坏模式，并与室内试验结果进行对比分析。结果表明数值计算分析与室内试验所得的破坏阶段、破坏模式及对应的变形特征基本吻合，故数值模拟基本反映了物理模拟试验的整个变化过程，两者相互印证，共同反映了该类边坡在连续强降雨的长时干湿循环作用下的破坏特征及失稳机理。 |
| 作者： | 蒋彦彬 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 巨能攀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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