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类土质边坡破坏机理分析及工程应用研究
| 论文题名： | 类土质边坡破坏机理分析及工程应用研究 |
| 关键词： | 类土质边坡;软弱夹层;渐进性破坏;数值模拟;离散单元法 |
| 摘要： | 类土质边坡是岩土性质介于土质和岩质之间的一种过渡型边坡。本文针对山区公路建设中经常遇到的类土质边坡变形失稳问题，结合张石高速公路边坡失稳实例，通过离散元数值模拟分析，揭示类土质边坡弱面控制下的渐进性破坏特征。论文基于离散单元法的颗粒元程序(PFC2D)，实现了对沿软弱层面的渐进性破坏过程数值模拟，为类土质边坡稳定性分析开辟了一条新的研究途径。这是本文的创造性成果。 围绕沿软弱面的渐进性破坏特点，基于内外在影响因素与软弱层面宏观性质之间关系的详尽分析，通过详细的工程地质资料分析、有效的现场监测、清晰的理论分析和全面的数值计算，系统研究了具体复活古滑体的失稳机制，并提出该边坡的具体加固方案。主要研究内容如下： (1)收集复活古滑体已有的技术资料和临近207国道类似滑坡的治理经验，全面了解滑区工程地质和水文地质情况，对Ⅱ号滑坡的基本特征、滑坡的形成机理以及影响滑坡的主要因素进行了详细的工程地质分析。 (2)采用颗粒元程序PFC2D，对Ⅱ号坡开挖导致的渐进性破坏过程和稳定性进行模拟分析。结果表明，在当前状态下，若不采取加固措施或放缓坡度，按原设计继续开挖是极其危险的，可能导致滑动面下移，引起边坡更深层的整体滑动。 (3)提出了Ⅱ号滑坡处治方案：钢筋混凝土加强抗滑桩加坡脚抗滑矮墙加固，适当整理削坡后，设置防排水及坡面防护。 (4)Ⅱ号滑坡抗滑桩加固后，继续对开挖进行了模拟分析，模拟结果显示抗滑桩在开挖后经过一定的计算时步，桩身变形趋于稳定，说明该设计抗滑桩能有效抵抗滑坡下滑力，可确保滑体稳定。 最后通过对桩身弹性模量和截面惯性矩乘积进行折算，实现颗粒元二维条件下抗滑桩的模拟。模拟结果显示了桩身变形的基本特征，说明该研究方法具有可行性。由于颗粒粒径限制等因素，尚不能与实际完全吻合，需作进一步的分析研究。 总之，颗粒元模拟沿软弱面渐进性破坏的应用表明，该方法可以更好地再现类土质边坡的破坏过程，为失稳机理分析及加固方案研究提供基础。作为类土质边坡稳定性分析的新途径，具有继续分析研究的价值。 |
| 作者： | 张晓平 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 吴顺川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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