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汶川地震灾区边坡植被恢复的理论与工程技术研究

作　者: 胡碧英
导　师: 张俊云
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 地震植被边坡能量法抗震设计时程分析
分类号: U417.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

“5.12”汶川大地震,是建国以来最大规模的一次地震,给人民的生命财产造成了巨大的损失。地震产生了众多的崩塌、滑坡和泥石流等灾害,坡表植被也遭到严重破坏。如何治理这些灾害并有效恢复生态环境是灾区重建的重要任务之一。植被通过根系的作用可以提高土体的抗剪强度和边坡稳定性,这一点已为众多的研究者所证实。在震后灾区的调查发现,虽然灾区坡表植被破坏严重,但斜坡底部堆积体边坡植被破坏程度却较轻,即使有破坏也多是因为斜坡上部溜滑冲毁或覆盖所致,也说明植被可以提高边坡浅层的稳定性。本文首先介绍了汶川地震造成的灾害情况,对各种不同边坡支护类型的破坏情况进行分析,得出最有利于抗震的边坡支护类型。关于地震作用下的植被防护边坡的浅层稳定性分析方法,国内外研究者已做了较多的探讨,但是都是以莫尔-库仑理论为基础的极限平衡法来分析,而实际上植被防护属于柔性防护,当剪应力到达临界状态时,植被防护边坡继续产生位移来维持边坡的稳定性。因此,采用极限平衡法分析得到的安全系数会偏小。本文采用能量近似法对地震条件下的植被防护边坡稳定性进行分析,考虑了植被防护边坡产生的位移,使得到的植被边坡安全系数合理。运用数值分析软件ANSYS对所选取植被边坡进行时程分析。模型四周采用刚性边界,以加速度时程为动荷载,在此基础上研究地震发生时模型的加速度响应,位移变化以及根系对地震边坡稳定性的作用等情况。分别采用极限平衡法和能量近似法计算出植被防护边坡的最小平均安全系数并作比较。最后根据汶川地震灾区公路沿线边坡坡位、坡比、坡高、震后破坏情况及边坡整体稳定性的不同,提出比较适合地震边坡的综合防护方法。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-20
  1.1 问题的提出及研究的意义  11-12
  1.2 研究现状  12-18
    1.2.1 边坡植被恢复理论研究现状  12-17
    1.2.2 边坡植被恢复技术研究现状  17-18
  1.3 本文研究思路及主要内容  18-20
第2章汶川地震边坡的破坏特征  20-30
  2.1 土木工程护坡的破坏特征  20-25
    2.1.1 刚性护坡的破坏特征  20-23
    2.1.2 柔性护坡的破坏特征  23-25
  2.2 植被护坡的破坏特征  25-28
  2.3 小结  28-30
第3章地震作用下植被边坡的浅层稳定性理论分析  30-52
  3.1 根土抗剪强度模型  30-34
    3.1.1 T.H.WU根-土抗剪强度模型  30-32
    3.1.2 D.H.Gray根-土抗剪强度模型  32-34
  3.2 地震作用下植被防护边坡稳定性理论  34-40
    3.2.1 能量近似法的基本理论  34-36
    3.2.2 应力—位移曲线的特征  36-38
    3.2.3 能量安全系数  38-40
  3.3 地震作用下植被防护边坡参数的确定  40-45
  3.4 采用能量近似法实例计算  45-47
  3.5 地震作用下植被防护边坡影响因素分析  47-50
  3.6 小结  50-52
第4章地震作用下植被边坡稳定性数值分析  52-67
  4.1 有限元模型建立  52-53
  4.2 边界条件和工况条件  53
  4.3 计算结果分析  53-66
    4.3.1 在静力条件下计算结果分析  53-54
    4.3.2 在地震条件下计算结果分析  54-66
  4.4 小结  66-67
第5章地震边坡综合防护设计  67-77
  5.1 边坡综合防护设计原则  67-68
  5.2 地震边坡综合防护设计  68-77
    5.2.1 地震边坡的特点  68-69
    5.2.2 挂三维网喷播植草灌乔防护  69-70
    5.2.3 骨架内挂网喷播植草灌乔防护  70
    5.2.4 锚杆框架内填土植被护坡  70-72
    5.2.5 预应力锚索框架地梁植被护坡  72-77
结论  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-82

汶川地震灾区边坡植被恢复的理论与工程技术研究

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