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基于地质统计模型的降雨条件下边坡可靠度分析
| 论文题名： | 基于地质统计模型的降雨条件下边坡可靠度分析 |
| 关键词： | 高速公路;边坡工程;可靠度分析;降雨条件;地质统计模型 |
| 摘要： | 21世纪以来中国的公路、铁路等交通建设突飞猛进的发展。当路线经过山区河谷等复杂地形时，将不可避免地形成大量路堑边坡，由此带来各种边坡稳定性问题。《中国典型滑坡》一书中列举的90多个滑坡实例中，绝大部分边坡失稳发生在雨季，有近95%的滑坡失稳和降雨渗流密切相关，所以对降雨后边坡渗流稳定性分析格外重要。同时由于边坡土体性质的不确定性及随机复杂性，单纯的边坡稳定系数将难以准确地表述一个边坡的稳定性情况，这时引入可靠度理论来描述边坡稳定性状态能够更加全面地、客观地、定量地反映边坡的安全性。 本文以衡桂高速公路沿线的深挖高填边坡为依托，对其降雨后的软岩边坡进行可靠性分析，为边坡风险预测及防护提供指导依据，本文的研究成果具体概括如下： (1)进行边坡可靠度分析计算时，利用极限状态平衡法建立的边坡可靠度功能函数为隐式函数，求得其显式解比较困难。将地质统计模型插值预测方法引入到极限平衡理论的Spencer法中，使隐式函数显式化，解决边坡可靠度求解的问题。 (2)地质统计模型常用的试验设计方法为拉丁超立方试验设计，作为一种“充满空间”的试验设计方法，该法能够使抽样结果均布整个试验区间。分层试验设计则能够很好地根据变量的实际分布特征进行抽样。结合分层试验设计和拉丁超立方实验设计应用到地质统计模型中，可以更好地提高模型的精确度。 (3)选取衡桂高速公路沿线一段边坡为例并结合2012年湖南地区强降雨的情况，利用有限元软件Geostudio建立降雨后边坡的渗流分析模型。在保证总降雨量不变的情况下，设置不同的降雨类型，分析降雨后边坡土体中孔隙水压力的分布情况，并对雨后不同时段的边坡进行可靠度分析，了解降雨后边坡安全性的变化过程。同时在边坡模型上设置观测点，详细观察孔压及体积含水量的变化规律。 (4)选取衡桂高速公路沿线的两段边坡进行降雨后的稳定性可靠度研究，并对软岩随时间崩解风化后的安全性进行预测，了解软岩边坡土体在达到不同风化深度后的安全性变化状况，为边坡防护提供指导依据。 (5)利用生态防护保证衡桂高速公路沿线的边坡安全，并通过现场监测指出边坡稳定性满足要求，为其他边坡工程的防护处理提供了参考依据。 |
| 作者： | 强江坤 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苏永华;李志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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