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层状黄土高边坡稳定性分析及防护优选决策研究

作　者: 何红前
导　师: 陈志新
学　校: 长安大学
专　业: 地质工程
关键词: 黄土公路高边坡稳定性有限元强度折减法防护方案熵权
分类号: U416.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 291次
引　用: 3次
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内容摘要

随着国民经济的发展及西部大开发的推进，越来越多的工程项目在黄土地区进行，尤其以公路建设为主，而在该区的工程建设中，遇到的一个重要问题就是黄土边坡的稳定问题，这一问题如果处理不好，不仅在人力和经济上遇到大的损失，更重要的是给工程的正常运行带来事故，因此，黄土高边坡的稳定性分析及其防护在边坡工程中占有重要的地位。本文分析了目前在黄土高边坡研究中存在的不足之处以及诸多问题以后，从边坡稳定性及其防护方案两方面入手展开研究。通过研究，在如下方面取得了一些成果：首先，本文在对大量已建高等级公路黄土高边坡现状的调查、分析和研究上，对黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理进行了分析，得出黄土高边坡的变形破坏形式主要有：坡面冲刷、坡面剥落掉块、坡体湿陷变形、崩塌、滑塌、泥流等几种，其中滑塌最常见；黄土高边坡变形破坏机理模型主要有以下三种：滑塌、滑坡的破坏模型、崩塌破坏模型和坡面破坏模型；将影响边坡变形的因素可归纳为内在因素、外界条件、人为影响三个主要方面。其次，应用GeoStudio 2004软件包对黄延公路高边坡进行了稳定性计算评价和有限元模拟分析，通过分析发现古土壤和钙质结核由于内聚力较大，其存在对边坡的稳定性有积极意义，计算评价时可以考虑其影响；设置平台可以降低坡脚处的剪应力集中，改变边坡的应力应变分布，有利于边坡的稳定，并在前人研究的基础上，对常用的稳定性评价方法进行了分析讨论。再次，以黄延公路为例，对黄土高边坡的坡面防护进行了分析总结，将坡面防护分为植物防护技术、工程防护技术和新型防护技术三大类。针对其中存在的问题，提出了公路路堑边坡综合防护的原则和注意事项，并提出了一个黄土地区路堑高边坡防护方案推荐表。最后，本文给出了坡面防护方案评估的熵权多目标决策优化模型，该方法是作者首次将熵权多目标决策原理引入边坡防护优化决策，其最大优点在于可以在只有判断矩阵而没有专家权重的情况下，确定出可信度较高的优选方案。经实践验证，效果较好，对于同类工程具有参考意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-16
  1.1 问题的提出  11
  1.2 黄土高边坡稳定性国内外研究现状  11-13
    1.2.1 定性分析方法  11-12
    1.2.2 定量分析方法  12-13
    1.2.3 不确定分析法  13
  1.3 黄土高边坡防护国内外研究现状  13-14
  1.4 本文的主要研究工作  14
  1.5 本文的研究技术路线  14-16
第二章黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理分析  16-31
  2.1 黄土及黄土的一般特征  16-18
    2.1.1 黄土分布及成因时代  16-17
    2.1.2 黄土岩性及特征  17
    2.1.3 黄土地貌  17-18
  2.2 黄土高边坡结构类型  18-22
    2.2.1 黄土高边坡的一般特征  18-19
    2.2.2 黄土高边坡地质结构及结构面  19-21
      2.2.2.1 黄土中的节理和裂隙  19-20
      2.2.2.2 黄士边坡的地质结构面  20-21
    2.2.3 黄土高边坡结构模型  21-22
  2.3 黄土高边坡的变形破坏形式  22-24
    2.3.1 坡面冲刷  22
    2.3.2 坡面剥落  22-24
    2.3.3 坡体湿陷变形  24
    2.3.4 崩塌  24
    2.3.5 滑塌  24
    2.3.6 泥流  24
  2.4 黄土高边坡变形破坏机理模型  24-28
    2.4.1 滑塌、滑坡的破坏模型  25-27
    2.4.2 崩塌形成模型  27
    2.4.3 坡面破坏模型  27-28
  2.5 影响黄土边坡变形的因素  28-30
    2.5.1 内在因素  28-29
    2.5.2 外界条件  29-30
    2.5.3 人为因素的影响  30
  2.6 本章小结  30-31
第三章层状黄土高边坡稳定性计算及有限元分析  31-47
  3.1 黄土边坡稳定性分析方法简介  31-34
    3.1.1 极限平衡法  31
    3.1.2 裂隙圆弧法  31-32
    3.1.3 稳定图表法  32
    3.1.4 塑性极限分析法  32
    3.1.5 有限元法  32-33
    3.1.6 有限元强度折减法  33-34
  3.2 数值分析软件GeoStudio简介  34-36
    3.2.1 软件简介  34
    3.2.2 软件模块介绍  34-36
  3.3 工程实例分析  36-46
    3.3.1 层状黄土高边坡稳定性分析与模拟评价  37-46
      3.3.1.1 工程概况  37-38
      3.3.1.2 稳定性验算  38-39
      3.3.1.3 有限元分析  39-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章黄土高边坡坡面主要防护措施  47-58
  4.1 概述  47
  4.2 主要植物防护技术  47-50
    4.2.1 人工种草防护  47
    4.2.2 灌木及矮乔木防护  47-49
    4.2.3 三维网植草防护  49
    4.2.4 骨架植草防护  49-50
  4.3 主要工程防护技术  50-51
    4.3.1 抹面防护  50
    4.3.2 喷砂浆和喷水泥混凝土防护  50
    4.3.3 浆砌片石护面墙防护  50-51
  4.4 新型坡面防护技术  51-53
    4.4.1 土工格室防护技术  51-52
    4.4.2 液压喷播植草护坡  52
    4.4.3 厚层基材喷播法  52-53
  4.5 排水措施  53-54
  4.6 方案选择  54-55
    4.6.1 边坡坡面防护工程的选择  54-55
    4.6.2 黄土地区路堑高边坡防护方案表  55
  4.7 公路路堑边坡综合防护的原则和注意事项  55-57
  4.8 本章小节  57-58
第五章黄土高边坡防护方案的熵权多目标优选决策  58-70
  5.1 熵权多目标决策法原理  58-62
    5.1.1 熵的概念  58-59
    5.1.2 熵权多目标决策法原理  59-62
      5.1.2.1 熵  59
      5.1.2.2 熵权  59-61
      5.1.2.3 熵权决策过程  61-62
  5.2 工程实例分析  62-69
    5.2.1 铜黄公路所在区水文地质工程地质条件  63-65
      5.2.1.1 工程概况及地理位置  63
      5.2.1.2 气象水文  63
      5.2.1.3 地形地貌  63
      5.2.1.4 区域地质概况  63-64
      5.2.1.5 水文地质条件  64-65
      5.2.1.6 岩土物理力学性能  65
    5.2.2 铜黄公路K105+790～950黄土高边坡熵权多目标优选决策  65-69
  5.3 本章小结  69-70
第六章结论与展望  70-72
  6.1 结论  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75

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