基于FLAC3D的邊坡穩(wěn)定性分析及支護數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間：2021-03-19 09:44
邊坡是人類在工程經濟活動中常見的地質現(xiàn)象,其中公路邊坡的失穩(wěn)不僅影響行車駕駛安全,掩埋公路設施,同時也會造成參與其中的人民受到生命安全的威脅,應予以足夠的重視,并施加有針對性的支護措施予以治理。FLAC3D有限差分法在目前對于邊坡工程的相關研究中,是被眾多學者所承認并廣泛應用的一種便捷、有效的研究方法之一。本文擬在充分利用實測數(shù)據(jù)的基礎上,采用有限差分軟件FLAC3D對具體邊坡及支護措施進行建模及分析,以期利用直觀的圖像及數(shù)據(jù)趨勢通過對比的分析方法表現(xiàn)出邊坡在不同工況下的穩(wěn)定性及不穩(wěn)定因素,從而得到對于該邊坡更有針對性且支護效果更佳的支護組合。鑒于研究邊坡的穩(wěn)定性分析結果,在未施加支護條件下的開挖坡體,上覆土體及坡腳部位的穩(wěn)定性是影響整個坡體穩(wěn)定性的重要因素。因此在邊坡支護組合的選取上,將解決上覆土體與下伏巖體接觸面剪切破壞問題和坡腳位置巖體滑出問題當作重點關注的要素。經過對比分析,以下兩種支護組合對于研究邊坡的支護效果是較好的,可以在理論上很好的起到對于邊坡的支護作用,有效的保證邊坡整體的穩(wěn)定性,進而為周圍居住和通行的人民、在建或是已經建成的其他工程設施提供有力的安全保障:（1）坡腳...
【文章來源】：中國地質大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
梁河縣地理位置圖
11圖2-2研究邊坡巖層分布橫斷面示意圖現(xiàn)自上而下分述如下：（1）第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）層：以粉質粘土為主要存在形式，褐色、褐黃色，主要由粘粒、粉粒組成，含少量礫石，稍有光澤，層理特征不明顯，干強度中等，韌性中等；硬塑狀，鉆孔揭露該層厚度為2.5m。（2）喜山期花崗巖殘積土（γm）層：以花崗巖殘積土為主要存在形式，灰黃色、灰黑色，成份以粉質粘土為主；斷面看不到巖石紋理，含少量石英、巖石風化殘留硬塊，呈斑點狀分布；巖芯多呈土柱狀；硬塑狀，鉆孔揭露該層厚度為4.2m。（3）喜山期全風化混合花崗巖（γm）層：以全風化混合花崗巖為主要存在形式，灰黃色、灰褐色、深灰色，主要礦物成分為長石、石英、云母及少量暗色礦物，中粗粒結構，塊狀構造；礦物結構已破壞，長石、云母等易風化礦物已風化成土，局部含粘粒，巖芯呈土柱狀。鉆探未揭穿。2.2.2開挖邊坡模擬范圍的確定根據(jù)圣維南原理可確定數(shù)值模擬的合理范圍。即：分布于彈性體上一小塊面積（或體積）內的荷載所引起的物體中的應力，在離荷載作用區(qū)稍遠的地方，基本上只同荷載的合力和合力矩有關；荷載的具體分布只影響荷載作用區(qū)附近的應力分布（劉一吾，2012）。在研究區(qū)，根據(jù)該段路基設計資料，路線基本以挖方形式通過斜坡體，中心最大挖方深度為14.7m，上覆土層厚度2~5m，下伏基巖為全風化混合花崗巖，施工開挖后將在路線右側形成高約36.7m的邊坡。擬采用1:1~1:0.75坡比放坡，每級邊坡高度為8m，邊坡平臺寬度為3m�，F(xiàn)取K39+100斷面右側最大挖方邊
12坡進行穩(wěn)定性計算，開挖邊坡現(xiàn)場圖如圖2-3所示。圖2-3開挖邊坡現(xiàn)場圖為方便后續(xù)建模，現(xiàn)利用AutoCAD軟件進行原始邊坡及開挖過程的簡化，開挖情況示意圖如圖2-4、圖2-5所示。圖2-4原坡開挖情況示意圖圖2-5開挖坡體尺寸示意圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Influence of excavation schemes on slope stability: A DEM[J]. WANG Zhen-yu,GU Dong-ming,ZHANG Wen-gang. Journal of Mountain Science. 2020(06)
[2]土木工程施工中邊坡支護技術的應用[J]. 王梓龍. 河南建材. 2020(01)
[3]LEM-DEM coupling for slope stability analysis[J]. XU WenJie,WANG Shi,BILAL Manzoor. Science China（Technological Sciences）. 2020(02)
[4]基于FLAC3D路基邊坡安全系數(shù)影響因素分析[J]. 姜恒超. 鐵道科學與工程學報. 2017(11)
[5]海南省公路植被護坡和工程護坡結合技術研究[J]. 肖元平,李淑敏,蔣必鳳. 山西建筑. 2016(36)
[6]永安市燕南街道辦南翔路幼兒園崩塌穩(wěn)定性分析及治理方案[J]. 鄒仙榮. 西部探礦工程. 2016(11)
[7]淺談公路交通建設與環(huán)境保護[J]. 劉暉. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2015(08)
[8]礦山地質災害危險性預測評估中露采邊坡穩(wěn)定性赤平投影分析運用實例[J]. 金亞,李明. 低碳世界. 2015(01)
[9]重力式擋土墻的設計[J]. 王暉,劉勝,王鑫. 當代化工. 2014(09)
[10]建筑邊坡治理工程的施工技術探究[J]. 施毅. 中國新技術新產品. 2014(08)
博士論文
[1]框架錨索及框架錨索—抗滑樁加固巖質邊坡的動力特性研究[D]. 付曉.西南交通大學 2017
[2]三峽庫區(qū)堆積層滑坡穩(wěn)定性與預測預報研究[D]. 湯羅圣.中國地質大學 2013
[3]殘積層紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法研究[D]. 方薇.中南大學 2011
碩士論文
[1]地鐵車站穿越工程中既有線變形規(guī)律研究[D]. 陳鵬.中國礦業(yè)大學 2016
[2]基于點安全系數(shù)法的邊坡穩(wěn)定性分析及支護設計[D]. 韓小雷.西南交通大學 2015
[3]軟基高填方公路路堤變形破裂機理及變形預測研究[D]. 漆穩(wěn).成都理工大學 2013
[4]基于FLAC3D大秦左岸基坑支護穩(wěn)定性研究[D]. 劉亮.遼寧工程技術大學 2013
[5]貴州織金某場地巖溶塌陷危險性評價及穩(wěn)定性分析[D]. 應文璽.西南石油大學 2012
[6]厚砂層鉆孔灌注樁泥漿護壁穩(wěn)定性研究[D]. 姚志偉.武漢理工大學 2012
[7]基于FLAC3D的公路邊坡分級柔性支護數(shù)值模擬研究[D]. 王立文.蘭州理工大學 2012
[8]大跨徑PC連續(xù)剛構橋的合理構造與腹板裂縫機理研究[D]. 劉一吾.長安大學 2012
[9]稻城機場建設對生態(tài)環(huán)境影響研究[D]. 彭劍.四川農業(yè)大學 2012
[10]大孤山露天鐵礦高陡邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 王志忠.遼寧工程技術大學 2012
本文編號：3089384
【文章來源】：中國地質大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
梁河縣地理位置圖
11圖2-2研究邊坡巖層分布橫斷面示意圖現(xiàn)自上而下分述如下：（1）第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）層：以粉質粘土為主要存在形式，褐色、褐黃色，主要由粘粒、粉粒組成，含少量礫石，稍有光澤，層理特征不明顯，干強度中等，韌性中等；硬塑狀，鉆孔揭露該層厚度為2.5m。（2）喜山期花崗巖殘積土（γm）層：以花崗巖殘積土為主要存在形式，灰黃色、灰黑色，成份以粉質粘土為主；斷面看不到巖石紋理，含少量石英、巖石風化殘留硬塊，呈斑點狀分布；巖芯多呈土柱狀；硬塑狀，鉆孔揭露該層厚度為4.2m。（3）喜山期全風化混合花崗巖（γm）層：以全風化混合花崗巖為主要存在形式，灰黃色、灰褐色、深灰色，主要礦物成分為長石、石英、云母及少量暗色礦物，中粗粒結構，塊狀構造；礦物結構已破壞，長石、云母等易風化礦物已風化成土，局部含粘粒，巖芯呈土柱狀。鉆探未揭穿。2.2.2開挖邊坡模擬范圍的確定根據(jù)圣維南原理可確定數(shù)值模擬的合理范圍。即：分布于彈性體上一小塊面積（或體積）內的荷載所引起的物體中的應力，在離荷載作用區(qū)稍遠的地方，基本上只同荷載的合力和合力矩有關；荷載的具體分布只影響荷載作用區(qū)附近的應力分布（劉一吾，2012）。在研究區(qū)，根據(jù)該段路基設計資料，路線基本以挖方形式通過斜坡體，中心最大挖方深度為14.7m，上覆土層厚度2~5m，下伏基巖為全風化混合花崗巖，施工開挖后將在路線右側形成高約36.7m的邊坡。擬采用1:1~1:0.75坡比放坡，每級邊坡高度為8m，邊坡平臺寬度為3m�，F(xiàn)取K39+100斷面右側最大挖方邊
12坡進行穩(wěn)定性計算，開挖邊坡現(xiàn)場圖如圖2-3所示。圖2-3開挖邊坡現(xiàn)場圖為方便后續(xù)建模，現(xiàn)利用AutoCAD軟件進行原始邊坡及開挖過程的簡化，開挖情況示意圖如圖2-4、圖2-5所示。圖2-4原坡開挖情況示意圖圖2-5開挖坡體尺寸示意圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Influence of excavation schemes on slope stability: A DEM[J]. WANG Zhen-yu,GU Dong-ming,ZHANG Wen-gang. Journal of Mountain Science. 2020(06)
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[5]海南省公路植被護坡和工程護坡結合技術研究[J]. 肖元平,李淑敏,蔣必鳳. 山西建筑. 2016(36)
[6]永安市燕南街道辦南翔路幼兒園崩塌穩(wěn)定性分析及治理方案[J]. 鄒仙榮. 西部探礦工程. 2016(11)
[7]淺談公路交通建設與環(huán)境保護[J]. 劉暉. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2015(08)
[8]礦山地質災害危險性預測評估中露采邊坡穩(wěn)定性赤平投影分析運用實例[J]. 金亞,李明. 低碳世界. 2015(01)
[9]重力式擋土墻的設計[J]. 王暉,劉勝,王鑫. 當代化工. 2014(09)
[10]建筑邊坡治理工程的施工技術探究[J]. 施毅. 中國新技術新產品. 2014(08)
博士論文
[1]框架錨索及框架錨索—抗滑樁加固巖質邊坡的動力特性研究[D]. 付曉.西南交通大學 2017
[2]三峽庫區(qū)堆積層滑坡穩(wěn)定性與預測預報研究[D]. 湯羅圣.中國地質大學 2013
[3]殘積層紅黏土路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法研究[D]. 方薇.中南大學 2011
碩士論文
[1]地鐵車站穿越工程中既有線變形規(guī)律研究[D]. 陳鵬.中國礦業(yè)大學 2016
[2]基于點安全系數(shù)法的邊坡穩(wěn)定性分析及支護設計[D]. 韓小雷.西南交通大學 2015
[3]軟基高填方公路路堤變形破裂機理及變形預測研究[D]. 漆穩(wěn).成都理工大學 2013
[4]基于FLAC3D大秦左岸基坑支護穩(wěn)定性研究[D]. 劉亮.遼寧工程技術大學 2013
[5]貴州織金某場地巖溶塌陷危險性評價及穩(wěn)定性分析[D]. 應文璽.西南石油大學 2012
[6]厚砂層鉆孔灌注樁泥漿護壁穩(wěn)定性研究[D]. 姚志偉.武漢理工大學 2012
[7]基于FLAC3D的公路邊坡分級柔性支護數(shù)值模擬研究[D]. 王立文.蘭州理工大學 2012
[8]大跨徑PC連續(xù)剛構橋的合理構造與腹板裂縫機理研究[D]. 劉一吾.長安大學 2012
[9]稻城機場建設對生態(tài)環(huán)境影響研究[D]. 彭劍.四川農業(yè)大學 2012
[10]大孤山露天鐵礦高陡邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 王志忠.遼寧工程技術大學 2012
本文編號：3089384
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