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开挖作用下黄土边坡结构面的扩展机理及影响效应
| 论文题名： | 开挖作用下黄土边坡结构面的扩展机理及影响效应 |
| 关键词： | 黄土边坡结构面;模型试验;开挖荷载;扩展机理 |
| 摘要： | 黄土高原作为中国四大高原之一，其特殊的自然地理环境造就了黄土特殊的物理力学性质，黄土体内纵横交错的裂隙节理，为地质灾害的发育提供了温床，而人类工程建设的扰动是诱发黄土滑坡灾害的主要原因，两者的叠加效应使得黄土高原成为我国地质灾害最为发育的地区之一。在此背景下，选取泾阳南塬已有滑坡灾害为原型，开展开挖作用下，含结构面黄土边坡的大型物理模型试验，结合有限元数值模拟，从边坡开挖引起的边坡变形破坏特征出发，分析总结含结构面黄土边坡的变形破坏模式，研究归纳开挖作用下结构面扩展模式和扩展机理，所取得的主要成果如下： 1.通过物理模型试验，将开挖作用下含结构面黄土边坡的变形破坏模式总结为拉裂-压致滑移式浅层破坏，边坡滑塌破坏过程分为五个阶段：压缩变形阶段，蠕动变形阶段，滑移破坏阶段，剧烈滑动阶段，稳定阶段。 2.边坡顶部最终荷载等级的大小是边坡发生滑移破坏时间节点的控制要素，最终荷载等级越大，发生滑移破坏的时间节点越早。坡体内部应力水平骤降、累积沉降量骤升是坡体发生滑移破坏的表征。 3.结构面是坡体重要的控制结构，是滑坡发生的重要一环。结构面所处位置决定了坡体滑动面的具体位置；结构面的切割深度控制着黄土滑坡的规模。 4.根据模型试验过程中结构面的外部表征，将结构面的扩展过程分为四个阶段：起裂扩展阶段、分类变形阶段、分段扩展阶段、压密闭合阶段；根据结构面的扩展动力，将坡体内部结构面的扩展裂缝分为两种：压裂裂缝和错断裂缝，两者起裂原因一致，但后续扩展动力不同。 5.利用有限元数值模拟，研究结构面深度、倾角以及边坡坡角对边坡稳定性的影响效应。结果表明，相比于结构面深度，结构面倾角对边坡稳定性影响更为显著。结构面倾角与边坡坡角有较好的耦合效应，当两者角度相近时，坡体更易发生失稳破坏。 |
| 作者： | 杨港 |
| 专业： | 资源与环境 |
| 导师： | 邓龙胜;郑建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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