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崩塌灾害链式演化跟踪研究

作　者: 刘玉洲
导　师: 肖盛燮
学　校: 重庆交通大学
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 崩塌稳定性能量度量设防水平数值模拟位移场应力场动态监测
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

崩塌是一种常见的地质灾害,是山区三大地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流)之一,且在地质灾害中所占的比重非常大。国土资源部从1999年开始在地质灾害严重的县(市),开展了县市地质灾害调查,崩塌灾害9421处,占全部灾害点的17%。它以分布广、突发性和破坏性强、具有隐蔽性及容易链状成灾为特点,对基础设施建设和交通系统营运造成严重的危害,每年都会造成巨大的经济损失。因此,对崩塌灾害的研究应引起足够的重视。本文对崩塌灾害的形成条件和影响因素进行了深入探讨,分析了崩塌灾害的形成机理,总结了三种较合理的崩塌破坏类型。以灾害链式理论为指导思想,对崩塌灾害进行了分阶段研究,分析了反应崩塌阶段性的特征指标参数,并对其中的部分参数进行了量化比较。在崩塌平衡状态的分析中,采用了静力分析和有限元数值模拟相结合的方法,明确了崩塌灾害阶段状态的判据模式,以此判据模式来作为崩塌稳定跟踪的主要参数。以断裂力学为基础,计算出崩塌灾害临界破坏时的应变能。依据能量平衡理论,得到崩塌体破坏后在某一瞬时的运动速度。通过对崩塌指标参数的跟踪来捕捉崩塌灾害阶段演化过程,构建出崩塌灾害动态跟踪的模型。用模糊数学的理论分析了崩塌灾害的设防水平,且给出了合理的工程治理方案。最后本文以万州区太白岩东段的崩塌为背景,总结了崩塌的类型和分布情况,分析了崩塌的诱导因素及形成机理,采用静力分析法建立力学模型,求得稳定性系数,辅助以有限元数值模拟,分析可能工况下崩塌的位移场和应力场的变化。给出合理的工程治理方案,布置了合理的动态监测方案。研究成果对崩塌灾害群测群防体系的构建提供了可靠的依据和参考,为构件库区地质灾害跟踪数据库、揭示崩塌灾害演变规律及其治理灾害策略方面,都具有重要的理论意义和应用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 崩塌监测预警  10-11
    1.2.2 崩塌稳定性计算  11-13
    1.2.3 崩塌治理措施  13
  1.3 研究思路和内容  13-14
第二章典型崩塌灾害链式演化跟踪  14-38
  2.1 典型崩塌灾害的特征及链式阶段性  14-19
    2.1.1 典型崩塌灾害的主要特征  14-15
    2.1.2 崩塌灾害种类  15-16
    2.1.3 典型崩塌灾害的破坏特征  16-18
    2.1.4 崩塌与滑坡的特点对比  18-19
  2.2 崩塌灾害的致灾因素及破坏类型  19-23
    2.2.1 崩塌的制灾因素  19-21
    2.2.2 典型崩塌的破坏类型  21-23
  2.3 崩塌灾害链式演化的阶段划分  23-27
    2.3.1 崩塌灾害的链式阶段性  23-26
    2.3.2 崩塌灾害链式演化的阶段划分  26-27
  2.4 崩塌特征参数指标界定与量化  27-37
    2.4.1 反应崩裂滑移的特征指标参数  27-28
    2.4.2 崩塌演化阶段特征参数的变异性  28-30
    2.4.3 崩塌特征参数指标的分析与变异比较  30-35
    2.4.4 崩塌特征参数耦合作用  35-37
  2.5 本章小结  37-38
第三章典型崩塌稳定状态特征判识模式  38-50
  3.1 典型崩塌破坏判别标准  38-39
  3.2 崩塌稳定性分析  39-43
    3.2.1 地下水对崩塌稳定性的影响  39-42
    3.2.2 地震力对崩塌稳定性的影响  42-43
  3.3 崩塌稳定性计算方法  43-49
    3.3.1 静力分析法  43-45
    3.3.2 有限元分析法  45-49
  3.4 本章小结  49-50
第四章崩塌破坏力度量模式和演变过程跟踪  50-63
  4.1 崩塌破坏力度量模式  50-57
    4.1.1 崩塌体的运动特征  50-51
    4.1.2 崩塌体的运动形式的影响因素  51-53
    4.1.3 崩塌破坏力度量模式  53-57
  4.2 崩塌灾害演变过程跟踪  57-62
    4.2.1 建立崩塌动态监测的工作程序和技术要求  57-61
    4.2.2 数据库系统跟踪流程  61-62
  4.3 本章小结  62-63
第五章崩塌灾害设防水平和治理措施研究  63-70
  5.1 崩塌灾害设防水平  63-68
    5.1.1 崩塌灾害危险性分析  63-65
    5.1.2 崩塌灾害社会经济易损性  65-66
    5.1.3 崩塌灾害风险估算  66-68
  5.2 崩塌灾害治理措施  68-69
  5.3 本章小结  69-70
第六章重庆市万州区太白岩东段崩塌分析应用实例  70-85
  6.1 工程地质条件  70-71
  6.2 崩塌分布与形态  71-73
  6.3 崩塌影响因素分析  73-74
  6.4 崩塌稳定性分析  74-83
    6.4.1 静力分析  74-75
    6.4.2 有限元数值模拟  75-83
  6.5 崩塌监测跟踪  83
  6.6 效益评估  83-84
  6.7 本章小结  84-85
结束语  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
附录:攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目  90

崩塌灾害链式演化跟踪研究

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