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膨胀土滑坡变形趋势预测及防治对策研究

作　者: 郭洪波
导　师: 卢玉东；张骏
学　校: 长安大学
专　业: 环境科学
关键词: 膨胀土滑坡动态预测变权重综合预测防治对策
分类号: P642.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

由于膨胀土的特殊性,其不良的工程性质常导致各种地质灾害的发生,其中又以滑坡灾害最为常见和严重。随着我国高速公路建设的飞速发展,越来越多的高速公路建设将穿越膨胀土地区,膨胀土滑坡现已成为膨胀土地区高速公路建设中主要的病害。而膨胀土滑坡的工程地质条件较一般滑坡更为复杂,在治理过程中不合理的施工加之突发自然因素的影响往往会加剧滑坡变形或诱发新的滑坡,造成更大的损失。因此,利用监测数据及时、准确的预测治理过程中膨胀土滑坡的变形趋势是减少工程损失、保证工程质量的关键。本文以向家坡浅层膨胀土滑坡为例,对研究区膨胀土滑坡的主要工程特征与形成影响因素进行了研究,并在此基础上从物质组成与土体结构、水和裂隙的作用、人工开挖三个方面分析了向家坡浅层膨胀土滑坡的复活原因;运用指数平滑法和新陈代谢GM(1,1)模型对向家坡浅层膨胀土滑坡治理过程中的变形趋势进行了动态预测,并对两模型的预测结果尝试利用变权重的方法进行了综合预测;对膨胀土滑坡的防治原则、预防措施、治理措施进行了分析研究,提出了向家坡浅层膨胀土滑坡最终综合治理方案。研究表明:1、本文所选择的指数平滑法和新陈代谢GM(1,1)模型的预测平均相对误差分别为9.21%和9.24%,能够较好的动态跟踪预测治理过程中膨胀土滑坡的变形趋势。2、变权重综合预测模型较好的发挥了各单一预测模型的优势,其平均相对误差和最小相对误差分别为6.12%和0.21%(p=5),预测精度优于单一预测模型,能够更为精确的预测治理过程中膨胀土滑坡的变形趋势,为治理工程的顺利进行提供了可靠的依据。3、排水+支挡+生物、植被的综合治理措施取得了良好的效果,有效地遏制了向家坡浅层膨胀土滑坡的变形。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪言  10-17
  1.1 选题依据及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及存在的问题  11-15
    1.2.1 膨胀土及其滑坡国内外研究现状  11-12
    1.2.2 滑坡时间预测的国内外研究现状  12-15
    1.2.3 存在的问题  15
  1.3 主要研究内容及技术路线  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15-16
    1.3.2 技术路线  16-17
第二章研究区地质背景及膨胀土主要特性  17-23
  2.1 研究区自然地理概况  17-18
    2.1.1 位置与交通  17
    2.1.2 气象、水文条件  17-18
  2.2 环境地质条件  18-20
    2.2.1 地形地貌条件  18
    2.2.2 地层岩性  18-19
    2.2.3 地质构造与地震  19-20
    2.2.4 水文地质条件  20
  2.3 研究区膨胀土主要特性  20-23
    2.3.1 胀缩性  20-21
    2.3.2 裂隙性  21-22
    2.3.3 超固结性  22-23
第三章向家坡浅层膨胀土滑坡特征与复活原因分析  23-33
  3.1 概论  23-26
    3.1.1 膨胀土滑坡的主要特征  23-24
      3.1.1.1 牵引性  23
      3.1.1.2 结构与构造性  23
      3.1.1.3 浅层性  23
      3.1.1.4 多次滑动性  23-24
      3.1.1.5 成群分布性  24
      3.1.1.6 时间规律性  24
    3.1.2 膨胀土滑坡影响因素  24-26
      3.1.2.1 土体内在因素  24-25
      3.1.2.2 环境条件影响  25
      3.1.2.3 人类工程活动影响  25-26
  3.2 向家坡浅层膨胀土滑坡特征  26-29
    3.2.1 工程概况  26-27
    3.2.2 向家坡浅层膨胀土滑坡基本特征  27-28
      3.2.2.1 形态特征  27
      3.2.2.2 岩土体特征  27-28
    3.2.3 向家坡浅层膨胀土滑坡变形破坏特征  28-29
  3.3 向家坡浅层膨胀土滑坡复活原因分析  29-33
    3.3.1 物质组成与土体结构  29-30
    3.3.2 水和裂隙的作用  30-32
    3.3.3 人工开挖  32-33
第四章治理过程中膨胀土滑坡变形趋势预测  33-53
  4.1 膨胀土滑坡位移——时间预测的机理  33
  4.2 膨胀土滑坡动态预测基本思想  33
  4.3 滑坡预测的基本问题  33-34
    4.3.1 滑坡预测的基本原则  33-34
    4.3.2 滑坡预测的时间尺度  34
  4.4 监测数据的预处理  34-36
    4.4.1 监测点的选取  34-35
    4.4.2 单点监测信息的处理  35-36
  4.5 单一模型预测  36-45
    4.5.1 指数平滑法  36-40
      4.5.1.1 指数平滑法基本理论  36
      4.5.1.2 预测模型  36-37
      4.5.1.3 算例  37-40
    4.5.2 灰色系统理论  40-45
      4.5.2.1 灰色系统理论的基本原理  40
      4.5.2.2 灰色系统的建模思想  40-41
      4.5.2.3 GM(1，1)预测模型  41-43
      4.5.2.4 新陈代谢 GM(1，1)预测模型  43
      4.5.2.5 算例  43-45
  4.6 变权重综合预测  45-53
    4.6.1 常权重综合预测方法  45-46
    4.6.2 变权重综合预测模型  46-49
      4.6.2.1 变权重综合预测模型  47
      4.6.2.2 求解权重矩阵G  47-49
    4.6.3 算例  49-53
第五章膨胀土滑坡防治对策研究  53-62
  5.1 膨胀土滑坡的防治原则  53
  5.2 膨胀土路堑滑坡的预防措施  53-54
  5.3 膨胀土滑坡的综合治理措施  54-58
    5.3.1 排水工程  55
    5.3.2 坡面防护加固  55-56
    5.3.3 支挡措施  56-57
    5.3.4 清方与减载  57
    5.3.5 植被防护  57-58
  5.4 向家坡浅层膨胀土滑坡及整体治理方案  58-62
    5.4.1 向家坡浅层膨胀土滑坡综合治理方案  58-61
      5.4.1.1 综合治理方案  58-59
      5.4.1.2 治理效果检验  59-61
    5.4.2 向家坡滑坡整体治理方案  61-62
结论及展望  62-64
  结论  62-63
  展望  63-64
参考文献  64-67
附录  67-73
攻读学位期间取得的研究成果  73-74
致谢  74

膨胀土滑坡变形趋势预测及防治对策研究

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