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极端降雨型滑坡的加载位移耦合预测参数及灾变动力预测判据研究

作　者: 李增涛
导　师: 贺可强
学　校: 青岛理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 堆积层滑坡极端降雨动力增量位移响应比 Geo-studio 稳定性演化规律
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

极端降雨引发的坡体失稳在世界范围内都普遍存在，这一地质灾害环境问题在我国滑坡灾害事件中占很大比例。所研究的极端降雨条件不同于普通降雨条件，极端降雨不仅将严重影响到滑坡目前的稳定状态，还会危及到滑坡区域内人民群众的生命安全。堆积层滑坡在我国滑坡灾害的占据较大比例，研究极端降雨事件影响下此类边坡的动力演化规律和灾变动力预测判据具有相当重要的理论与现实意义。本篇论文选择极端降雨型滑坡为研究对象，以国家自然科学基金资助项目“重大水利工程复合水环境滑坡动力灾变机理与预测模型研究”（项目编号：41372297）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金“堆积层滑坡渗流卸加载动力学预测方法与失稳判据研究”（项目编号：20113721110002）等科研项目为依托。以崂山区返岭前边坡为滑坡实例，建立堆积层滑坡有限元评价模型，运用Geo-studio岩土软件进行了动力增量位移响应比参数的演化规律研究，并同时进行了动力参数的实际应用验证与分析研究，从研究中获得如下的认识与结论：1）通过对崂山区返岭前边坡、三峡新滩滑坡的地质调查、所获得的滑坡地质特征资料进行整理、反演分析，获得了所研究堆积层滑坡的极端降雨定义域及工程地质物理力学参数的变化规律。2）通过研究极端降雨型滑坡各演化阶段变化规律，并对其失稳过程动力学演化特征进行剖析和解释。3）本文运用动力增量位移响应比参数，并将其扩展到堆积层滑坡预测预报之中，探索了将极端降雨变化作为边坡动力加载参数和位移变化作为边坡对动力加载的响应的可行性，证明了动力增量位移响应比参数能够完全描述坡体失稳机理。4）以损伤力学与弹塑性力学基本理论为依据，通过Geo-studio岩土软件建立堆积层边坡动力增量位移响应比参数模型。边坡处于未损伤弹性变形阶段时，动力增量位移响应比为1或者以1为基点上下小幅波动；不稳定弹性损伤变形阶段，动力增量位移响应比大于1且偏离1的程度会越大；塑性损伤阶段，滑坡动力增量位移响应比将出现突变，甚至趋于无穷大，预示着边坡进入临界整体失稳阶段，即将失稳。5）利用新滩堆积层滑坡进行了后验分析与评价，结果分析与边坡实际发展趋势基本吻合。表明，运用动力增量位移响应比参数可以进行降雨动力条件下边坡所处稳定性状态的判别评价和预测预报，展现此动力参数的实际可操作性。

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-13
第1章绪论  13-25
  1.1 选题立项依据  13-15
  1.2 国内外研究现状  15-20
    1.2.1 边坡稳定性评价国内外研究现状  15-17
    1.2.2 极端降雨型滑坡国内外研究现状  17-20
  1.3 目前滑坡研究存在问题与瓶颈  20-21
  1.4 本文主要研究内容及创新点（优点）  21-23
    1.4.1 本文主要研究内容  21-22
    1.4.2 本文创新点（优点）  22-23
  1.5 研究具体思路  23
  1.6 本章小结  23-25
第二章极端降雨型堆积层边坡特征分析及研究  25-37
  2.1 青岛市崂山区边坡基本特征分析  26-29
    2.1.1 自然地理特性  26-27
    2.1.2 气象水文特性  27-28
    2.1.3 地形地貌构造  28
    2.1.4 地下水水文地质特征  28-29
  2.2 三峡库区堆积层边坡基本特征分析  29-30
    2.2.1 地理气象水文特性  29
    2.2.2 地形地貌构造  29-30
    2.2.3 地下水水文地质特征  30
  2.3 崂山区返岭前边坡概况  30-33
    2.3.1 返岭前地理特征  30-31
    2.3.2 边坡构造特征  31-33
  2.4 新滩滑坡概况  33-34
    2.4.1 新滩地理特征  33
    2.4.2 新滩构造特征  33-34
  2.5 极端降雨型堆积层边坡动力学演化特征分析  34-36
  2.6 本章小结  36-37
第三章滑坡动力增量位移响应比参数理论基础及演化规律研究  37-54
  3.1 极端降雨型滑坡的动力失稳理论基础研究  37-46
    3.1.1 极端降雨条件下边坡稳定性演化规律研究  38-40
    3.1.2 极端降雨型滑坡的损伤力学特征研究  40
    3.1.3 边坡动力加载及边坡位移响应演化规律  40-42
    3.1.4 弹性压缩阶段边坡位移响应动力规律  42-43
    3.1.5 塑性损伤变形阶段位移响应动力规律  43-46
  3.2 极端降雨入渗渗流模型基础  46-47
    3.2.1 降雨入渗达西定律  46-47
    3.2.2 降雨入渗计算模型  47
  3.3 滑坡动力增量位移响应比理论研究  47-52
    3.3.1 滑坡动力增量位移响应比定义  47-48
    3.3.2 滑坡各演化阶段动力增量位移响应比特征分析  48-49
    3.3.3 动力增量位移响应比参数理论基础及阶段特征  49-52
    3.3.4 动力增量位移响应比均方差异常判据研究  52
  3.4 本章小结  52-54
第四章极端降雨动力加载条件下边坡稳定性数值模拟及演化规律研究  54-83
  4.1 有限元软件 Geo-studio 介绍  54-55
  4.2 返岭前已滑滑坡 C 、物理力学参数反演  55-57
    4.2.1 已滑滑坡参数反演稳定性计算方法选取  55-56
    4.2.2 已滑滑坡稳定性反演分析  56-57
  4.3 返岭前边坡数值模拟分析依据  57-62
    4.3.1 数值模型建立的现实基础  57-62
    4.3.2 返岭前边坡数值模型建立  62
  4.4 极端降雨工况条件下 SEEP/W 模型渗流演化规律研究  62-70
    4.4.1 渗流数值模型条件设置  62-64
    4.4.2 工况一条件下渗流模型计算及分析  64-67
    4.4.3 工况二条件下渗流模型计算及分析  67-69
    4.4.4 工况一、二条件下渗流计算对比分析  69-70
  4.5 极端降雨工况条件下 SIGAM/W 模型位移场演化规律研究  70-79
    4.5.1 工况一条件下模型位移场计算及分析  71-74
    4.5.2 工况二条件下模型位移场计算及分析  74-78
    4.5.3 工况一、二条件下位移场计算对比分析  78-79
  4.6 极端降雨工况条件下边坡稳定性演化规律研究  79-81
    4.6.1 未降雨条件下边坡稳定性分析研究  79-80
    4.6.2 极端降雨工况下边坡稳定性分析研究  80-81
  4.7 本章小结  81-83
第五章滑坡动力增量位移响应比参数演化规律数值模拟分析及实例反验研究  83-93
  5.1 极端降雨动力增量位移响应比参数演化规律规律  83-86
    5.1.1 极端降雨动力增量位移响应比模型  83-84
    5.1.2 监测点动力增量位移响应比变化规律与分析  84-86
  5.2 极端降雨动力增量位移响应比—新滩实例分析  86-89
  5.3 地下水动力增量位移响应比参数  89-91
    5.3.1 有效降雨量与地下水位的关系  89-90
    5.3.2 地下水位动力增量位移响应比参数分析  90-91
  5.4 动力增量位移响应比参数有待解决的问题  91-92
  5.5 本章小结  92-93
第六章结论与展望  93-96
  6.1 主要结论  93-94
  6.2 存在不足与展望  94-96
参考文献  96-100
攻读硕士学位期间发表学术论文、申请专利、参加科研项目及国内外会议  100-102
致谢  102-103

极端降雨型滑坡的加载位移耦合预测参数及灾变动力预测判据研究

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