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贵州玄武岩残积土边坡稳定性分析

作　者: 周容方
导　师: 雷学文
学　校: 武汉科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: 玄武岩残积土 边坡稳定性 数值分析 强度折减 降雨入渗
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


玄武岩残积土在我国大部分地区分布广泛，随着我国经济的发展，国家西部大开发计划的制定，在今后的基础设施建设过程中，对玄武岩残积土的接触也会越来越多，故此针对玄武岩残积土开展基本分布特点、基本力学特性及水理特性、土质边坡的稳定性影响因数及滑坡支护方式的研究，是我国基础设施建设的重大需求。以贵州地区广泛分布的峨嵋山玄武岩为例，研究玄武岩残积土的工程特性及玄武岩残积土边坡的破坏模式。对赫章县境内毕节至威宁高速公路沿线的代表性路堑边坡进行现场勘查发现，沿路边坡土体大致分为三种，分别为红棕色土体、黄褐色土体以及深褐色土体。玄武岩地区的边坡稳定性问题，往往发生在次生红土与残积红土的接触面上，本文主要选择红棕色玄武岩残积土为研究对象，利用数值分析软件在岩土工程中的适用性来对玄武岩残积土边坡进行模拟分析。论文主要研究内容及结论如下：1.对贵州玄武岩残积土进行勘察分析，收集相关资料，初步了解玄武岩残积土的基本分布特点，了解玄武岩残积土的基本力学特性及水理特性，通过对比红棕色、黄褐色、深褐色三种玄武岩残积土试样的物性指标，得出红棕色残积土具有孔隙比大、比重大、含水量高、弱膨胀性、易崩解性且风化程度强等性质，即红棕色残积土的物性较差，这是导致玄武岩地区大量滑坡的主要原因。2.采用有限元强度折减法分析玄武岩残积土边坡的稳定性，取工程中某一断面为研究对象，模拟边坡坡角、土的剪胀角及模型网格划分的粗细程度对边坡安全系数的影响。算例结果表明：减小边坡坡角可以提高边坡安全系数；增加剪胀角也可以提高边坡安全系数，但随着剪胀角的增大，安全系数的提高速度会逐渐降低；随着网格密度的加大，边坡安全系数的计算结果逐渐减小，即网格划分越细，计算结果越精确。3.采用有限元程序结合流固耦合理论对雨水入渗作用下的玄武岩残积土边坡破坏模式进行研究。计算结果表明：降雨入渗初期，残积土边坡表层的基质吸力有所减小，但后期随着降雨的减小或停止，边坡表层的基质吸力又逐渐回升；降雨入渗过程中，最先发生塑性变形的是边坡坡脚处，且水平位移的最大值也是出现在坡脚处，可见边坡有滑动变形的趋势；降雨入渗作用下，主要是边坡浅层可能会出现失稳现象。所以在此类边坡稳定防护中需注重坡面排水措施。4.采用有限差分结合强度折减法，分析不同支护作用下玄武岩残积土路堑边坡的稳定性。考虑极端降雨条件下，采用挡土墙、预应力锚索及锚杆挂网喷射砼等多种加固方式相结合的支护方案，其数值计算结果能满足规范要求，即具有可行性。随着锚固措施的减弱，稳定效果均有不同程度的降低。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 选题依据及研究意义  9-11
  1.2 问题研究的历史与现状  11-15
    1.2.1 玄武岩残积土研究的历史与现状  11-13
    1.2.2 边坡稳定性研究的历史与现状  13-15
  1.3 论文主要研究内容  15-16
第二章 贵州玄武岩残积土的基本特征  16-25
  2.1 玄武岩残积土的基本分布及其特点  16-17
  2.2 玄武岩残积土的基本物理特性  17-20
    2.2.1 基本力学特性  17-18
    2.2.2 水理特性  18-20
  2.3 渐进性破坏特性  20-24
    2.3.1 渐进性破坏的概述  20-21
    2.3.2 渐进性破坏的分析  21-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 数值分析方法  25-34
  3.1 理论分析  25-30
    3.1.1 有限元微分方程组  25-26
    3.1.2 土的弹塑性模型理论  26-28
    3.1.3 非饱和土的渗透特性  28-30
  3.2 ABAQUS 有限元分析软件  30-31
  3.3 连续介质快速拉格朗日(FLAC)法  31-32
  3.4 强度折减法  32-34
第四章 玄武岩残积土边坡稳定性的影响因素分析  34-49
  4.1 概述  34-35
  4.2 土的剪胀角对边坡稳定安全系数的影响分析  35-36
  4.3 坡比对边坡稳定安全系数的影响分析  36-38
  4.4 网格划分对边坡稳定安全系数的影响法分析  38-40
  4.5 考虑雨水入渗的玄武岩残积土边坡稳定性分析  40-47
    4.5.1 概述  40-43
    4.5.2 计算结果分析  43-47
  4.6 本章小结  47-49
第五章 锚杆支护玄武岩残积土边坡稳定性的数值分析  49-61
  5.1 模型计算  49-54
    5.1.1 不考虑降雨入渗影响  51-53
    5.1.2 考虑降雨入渗影响  53-54
  5.2 计算结果及分析  54-60
    5.2.1 应力分布  54-55
    5.2.2 位移特征  55-57
    5.2.3 滑动面与安全系数  57-59
    5.2.4 考虑降雨入渗的情况  59-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 结论与展望  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-67
攻读硕士期间参与科研项目及发表的论文  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 土力学
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