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原文传递降雨和地震条件下山区高速公路泥岩路堑边坡稳定性研究

论文题名：	降雨和地震条件下山区高速公路泥岩路堑边坡稳定性研究
关键词：	高速公路;泥岩路堑;边坡稳定性;降雨强度;地震作用
摘要：	随着国家一带一路以及西部大开发战略的陆续实施，西南地区路堑边坡工程逐渐增多，软岩边坡滑坡灾害对工程建设的影响渐渐突出，针对降雨与地震过程中软岩路堑边坡稳定性问题开展研究，通过室内试验、理论分析、数值模拟等研究方法，研究山区高速公路泥岩边坡在降雨、地震及软岩软化效应下稳定性与变形破坏特点，具体研究如下：　　(1)对高速公路路堑边坡工程区域内的泥岩岩样，开展长期浸水软化试验以及单轴、三轴压缩试验，测定浸水泥岩的单轴抗压强度，研究泥岩的强度软化规律。强度衰减趋势可分为三个阶段，初始衰减阶段、快速衰减阶段和稳定阶段。按照岩石是否饱和，分为非饱和与饱和状态，根据强度衰减趋势，非饱和泥岩强度衰减规律考虑含水率对强度的影响，衰减规律采用考虑含水率的三阶多项数学关系式对软化试验结果进行描述。饱和状态泥岩强度衰减规律主要考虑饱水时间对强度的影响，并采用考虑饱水时间的指数关系式对软化试验结果进行描述。　　(2)结合当地的降雨特征，研究降雨条件下路堑边坡渗流特性和稳定性。分析降雨入渗影响下泥岩路堑边坡孔隙水压力变化、饱和度以及暂态饱和区分布情况。根据以上计算结果为依据，将渗流计算节点孔隙水压力导入FLAC3D中，利用强度折减法研究降雨边坡稳定性变化，考虑暂态饱和区内岩土体抗剪强度软化、基质吸力降低、重度改变对边坡稳定性影响。自然状态下泥岩路堑边坡滑动面表现为深层圆弧型滑动面，路堑边坡未发生坡表面浅层滑动。降雨前期，边坡潜在滑动面从深层圆弧型滑动面分布过渡到从坡顶与坡顶台阶交界位置的浅层圆弧形曲面，此时易产生从坡顶的剪入口到坡顶台阶剪出口的局部浅层滑动。降雨后期下边坡潜在滑动面，从坡顶与坡顶台阶交界位置的浅层圆弧形曲面分布过渡到坡顶至坡脚的浅层圆弧形曲面分布，此时易产生从坡顶的剪入口到坡脚剪出口的浅层滑动。　　(3)地震作用下泥岩路堑边坡动力响应特征和稳定性分析，选取不同峰值加速度下E-Centro地震波，研究不同峰值加速度对自然状态下泥岩路堑边坡变形特征与稳定性的影响，并对地震作用下路堑边坡的破坏机理进行分析。强~中风化泥岩层界线处容易发生塑性剪切破坏并形成滑带，并在水平地震惯性力的作用下，强~中风化泥岩容易发生相对错动，上部强风化泥岩沿着风化界线发生推移式滑动。　　(4)降雨-地震耦合作用下泥岩路堑边坡的稳定性与变形破坏分析，选取不同峰值加速度下地震波与降雨的耦合工况，研究对泥岩路堑边坡稳定性影响与动力变形破坏规律。坡顶强风化泥岩沿着强~中风化界线发生了水平滑动，强~中风化界线附近岩土体有可能发生剪切破坏，风化界线是潜在的滑带，而上部强风化泥岩是潜在滑体，在低峰值下路堑边坡可能发生上部推移式局部滑坡。较高峰值下，坡脚处正向位移要高于坡顶位移，坡脚位置容易发生局部剪切破坏，可能与内部滑动带发生贯通，长时间降雨下易发生路堑边坡整体失稳。
作者：	陈晓宇
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	肖巧林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022