水位下降條件下庫岸邊坡的穩(wěn)定性研究
發(fā)布時間:2021-08-04 10:36
近年來,邊坡穩(wěn)定性研究成為巖土工程領(lǐng)域的經(jīng)典研究課題,一直以來受到眾多學(xué)者的關(guān)注。而庫岸邊坡由于其特殊的地理環(huán)境條件,其穩(wěn)定性極易受到水庫水位變動的影響而導(dǎo)致產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,因此開展對庫岸邊坡在庫水位下降條件下的穩(wěn)定性研究具有重要意義。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,基于極限分析運動學(xué)原理,研究了土質(zhì)和巖質(zhì)庫岸邊坡在庫水位下降時的穩(wěn)定性問題,并分析了抗滑樁加固對邊坡穩(wěn)定性的影響,為庫岸邊坡的設(shè)計施工提供參考。最后進行了邊坡可靠度分析,以對邊坡穩(wěn)定性進行綜合性的評價。具體工作主要從以下幾個方面展開:(1)利用包辛涅斯克(Boussinesq)滲流方程求解庫水位下降時的庫岸邊坡內(nèi)水位線方程,解決了岸坡地下水位不確定性問題。在此基礎(chǔ)上采用離散上限機制構(gòu)建了庫岸邊坡旋轉(zhuǎn)失穩(wěn)的破壞機構(gòu)。然后推導(dǎo)了土質(zhì)(Mohr-Coulomb準則)與巖質(zhì)(Hoek-Brown準則)邊坡的外力功率及內(nèi)能耗散,獲得了安全系數(shù)的計算流程并編制了相關(guān)程序。在結(jié)果驗證的基礎(chǔ)上對邊坡穩(wěn)定性進行了參數(shù)分析;繪制穩(wěn)定性圖表以充分考慮邊坡幾何性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及巖體性質(zhì)等因素的影響。(2)研究了抗滑樁加固的庫岸邊坡穩(wěn)定性問題,邊坡浸...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
003年千將坪滑坡(圖片來源新華網(wǎng))
第一章緒論2圖1.22010年神女溪岸坡坍塌(圖片來源新華網(wǎng))Fig1.2LandslideinGoddessriverin2010由此可見水庫庫岸滑坡常會帶來重大災(zāi)難。而這些例子也顯示庫岸崩塌滑坡的發(fā)生除了與邊坡本身地質(zhì)條件有關(guān),與外界因素特別是庫水位的下降有很大程度的關(guān)聯(lián)。目前我國水庫在進行水位調(diào)度時,大多采勸冬蓄夏泄”的方式,庫岸的地下水位在蓄水后上升,如果水位快速降落,邊坡內(nèi)水位無法與庫水位的降落達到同步,高、低水位之間的落差是對岸坡穩(wěn)定極為不利的影響因素。水庫庫岸滑坡具有危害性、普遍性和特殊性的特征,為有效地改造、利用庫岸邊坡,防治滑坡災(zāi)害的發(fā)生,對庫岸邊坡穩(wěn)定性及邊坡加固技術(shù)的研究十分有必要。目前,防治滑坡災(zāi)害的措施有很多:排水、削方卸載、抗滑支擋、錨固等,但庫岸邊坡一般為天然邊坡,體積較大,相比較而言,抗滑樁樁位靈活,抗滑能力較強,施工安全簡便且不干擾邊坡的平衡,基于這些優(yōu)點,抗滑樁在邊坡加固中應(yīng)用廣泛。我國用于滑坡治理的抗滑樁數(shù)目很大,這也顯示,用抗滑樁來加固邊坡可大大降低邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險,可見對于整治滑坡,抗滑樁是非常有效的加固措施。在實際情況中,土體每一點的土性參數(shù)可能都不一樣,且荷載、地下水等因素也存在著不確定性,因此,采用可靠度理論結(jié)合安全系數(shù)進行綜合的邊坡穩(wěn)定性評價,該理論對各點土體參數(shù)的不穩(wěn)定性進行了充分考慮,以更好地反映邊坡的實際安全狀態(tài)。因此,論文的主要目的是為了客觀的對庫水位下降條件下庫岸巖土質(zhì)邊坡的失穩(wěn)風(fēng)險進行計算和評價,開展抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定可靠性,完善分析理論和方法,通過理論分析,提供參考價值,主動防范庫岸滑坡災(zāi)害,這對加強邊坡穩(wěn)定性、指導(dǎo)其設(shè)計施工、保障庫區(qū)人民生命財產(chǎn)安全及減少經(jīng)濟損失具有很大的理論和現(xiàn)實?
合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文5主要研究有:鄭穎人[10]利用包辛涅斯克(Boussinesq)滲流微分方程,建立庫水位下降過程的數(shù)學(xué)模型,并充分考慮需滿足的邊界條件,推導(dǎo)出了庫水位等速下降時坡內(nèi)浸潤線的簡化計算公式。之后,Yan[11]利用浸潤線方程驗證了庫水位升降對邊坡浸潤線的影響試驗;Zhang[12]利用該浸潤線公式進行了庫水位等速上升時岸坡地下水浸潤線的計算研究。Berilgen[13]采用有限元法對不同的水位降深速率和降深比進行了瞬態(tài)滲流和變形耦合分析(包括固結(jié))以及穩(wěn)定性分析,且不僅研究了緩降或快降的極限情況,還研究了不同降速下的瞬時情況;姜朋明[14],利用FLAC3D軟件模擬了水位變化過程及邊坡內(nèi)的浸潤線,并得到了水位上升和下降過程中安全系數(shù)的變化情況。確定浸潤線的方法能夠精確計算孔隙水壓力,且能充分考慮坡內(nèi)水位的實際情況。HL初始水位圖1.4邊坡內(nèi)水位實際為非線性Fig1.4Nonlinearphreaticline1.2.3抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀為減少邊坡失穩(wěn)造成的損害,各種加固設(shè)施常被用來提高邊坡穩(wěn)定性?够瑯蹲鳛橛行У倪吰录庸檀胧柚鷺扼w與周圍巖土體的共同作用,通過錨固段錨固到穩(wěn)定地層,以平衡滑坡滑動力,其加固示意圖如圖1.5。圖1.5抗滑樁加固邊坡示意圖Fig1.5Theslopereinforcedwithpiles最早于1965-1981年,Bulley、Taniguchi、Offenberger[15-17]利用試驗的方法分別對木樁、鋼管樁以及鋼筋混凝土樁對邊坡的加固進行了研究,驗證了抗滑樁的加固作用。由此,大部分學(xué)者開始對抗滑樁加固邊坡的穩(wěn)定性開展了研究。對
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非均質(zhì)邊坡上限分析的離散機構(gòu)及應(yīng)用[J]. 孫志彬,潘秋景,楊小禮,侯超群,尚熳廷. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(07)
[2]Three-dimensional analysis of slopes reinforced with piles[J]. 高玉峰,葉茂,張飛. Journal of Central South University. 2015(06)
[3]水位快速變動下邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 姜朋明,尚羽. 水利與建筑工程學(xué)報. 2010(04)
[4]雅礱江某邊坡穩(wěn)定性蒙特卡洛模擬方法的改進[J]. 李賀華,趙輝,譚躍虎. 山西建筑. 2010(01)
[5]基于可靠度理論的邊坡穩(wěn)定性分析研究[J]. 謝秀棟,方建瑞,范煒,程心恕. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2008(02)
[6]庫水位等速上升作用下岸坡地下水浸潤線的計算[J]. 張友誼,胡卸文. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2007(05)
[7]基于瑞典條分法數(shù)值解的邊坡蒙特卡羅可靠性分析[J]. 郭長寶,張永雙,陳情來,李旭峰,王獻禮. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2007(04)
[8]庫水位下降時滲透力及地下水浸潤線的計算[J]. 鄭穎人,時衛(wèi)民,孔位學(xué). 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2004(18)
[9]土力學(xué)經(jīng)典問題的極限分析上、下限解[J]. 陳祖煜. 巖土工程學(xué)報. 2002(01)
本文編號:3321543
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
003年千將坪滑坡(圖片來源新華網(wǎng))
第一章緒論2圖1.22010年神女溪岸坡坍塌(圖片來源新華網(wǎng))Fig1.2LandslideinGoddessriverin2010由此可見水庫庫岸滑坡常會帶來重大災(zāi)難。而這些例子也顯示庫岸崩塌滑坡的發(fā)生除了與邊坡本身地質(zhì)條件有關(guān),與外界因素特別是庫水位的下降有很大程度的關(guān)聯(lián)。目前我國水庫在進行水位調(diào)度時,大多采勸冬蓄夏泄”的方式,庫岸的地下水位在蓄水后上升,如果水位快速降落,邊坡內(nèi)水位無法與庫水位的降落達到同步,高、低水位之間的落差是對岸坡穩(wěn)定極為不利的影響因素。水庫庫岸滑坡具有危害性、普遍性和特殊性的特征,為有效地改造、利用庫岸邊坡,防治滑坡災(zāi)害的發(fā)生,對庫岸邊坡穩(wěn)定性及邊坡加固技術(shù)的研究十分有必要。目前,防治滑坡災(zāi)害的措施有很多:排水、削方卸載、抗滑支擋、錨固等,但庫岸邊坡一般為天然邊坡,體積較大,相比較而言,抗滑樁樁位靈活,抗滑能力較強,施工安全簡便且不干擾邊坡的平衡,基于這些優(yōu)點,抗滑樁在邊坡加固中應(yīng)用廣泛。我國用于滑坡治理的抗滑樁數(shù)目很大,這也顯示,用抗滑樁來加固邊坡可大大降低邊坡失穩(wěn)的風(fēng)險,可見對于整治滑坡,抗滑樁是非常有效的加固措施。在實際情況中,土體每一點的土性參數(shù)可能都不一樣,且荷載、地下水等因素也存在著不確定性,因此,采用可靠度理論結(jié)合安全系數(shù)進行綜合的邊坡穩(wěn)定性評價,該理論對各點土體參數(shù)的不穩(wěn)定性進行了充分考慮,以更好地反映邊坡的實際安全狀態(tài)。因此,論文的主要目的是為了客觀的對庫水位下降條件下庫岸巖土質(zhì)邊坡的失穩(wěn)風(fēng)險進行計算和評價,開展抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定可靠性,完善分析理論和方法,通過理論分析,提供參考價值,主動防范庫岸滑坡災(zāi)害,這對加強邊坡穩(wěn)定性、指導(dǎo)其設(shè)計施工、保障庫區(qū)人民生命財產(chǎn)安全及減少經(jīng)濟損失具有很大的理論和現(xiàn)實?
合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文5主要研究有:鄭穎人[10]利用包辛涅斯克(Boussinesq)滲流微分方程,建立庫水位下降過程的數(shù)學(xué)模型,并充分考慮需滿足的邊界條件,推導(dǎo)出了庫水位等速下降時坡內(nèi)浸潤線的簡化計算公式。之后,Yan[11]利用浸潤線方程驗證了庫水位升降對邊坡浸潤線的影響試驗;Zhang[12]利用該浸潤線公式進行了庫水位等速上升時岸坡地下水浸潤線的計算研究。Berilgen[13]采用有限元法對不同的水位降深速率和降深比進行了瞬態(tài)滲流和變形耦合分析(包括固結(jié))以及穩(wěn)定性分析,且不僅研究了緩降或快降的極限情況,還研究了不同降速下的瞬時情況;姜朋明[14],利用FLAC3D軟件模擬了水位變化過程及邊坡內(nèi)的浸潤線,并得到了水位上升和下降過程中安全系數(shù)的變化情況。確定浸潤線的方法能夠精確計算孔隙水壓力,且能充分考慮坡內(nèi)水位的實際情況。HL初始水位圖1.4邊坡內(nèi)水位實際為非線性Fig1.4Nonlinearphreaticline1.2.3抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀為減少邊坡失穩(wěn)造成的損害,各種加固設(shè)施常被用來提高邊坡穩(wěn)定性?够瑯蹲鳛橛行У倪吰录庸檀胧柚鷺扼w與周圍巖土體的共同作用,通過錨固段錨固到穩(wěn)定地層,以平衡滑坡滑動力,其加固示意圖如圖1.5。圖1.5抗滑樁加固邊坡示意圖Fig1.5Theslopereinforcedwithpiles最早于1965-1981年,Bulley、Taniguchi、Offenberger[15-17]利用試驗的方法分別對木樁、鋼管樁以及鋼筋混凝土樁對邊坡的加固進行了研究,驗證了抗滑樁的加固作用。由此,大部分學(xué)者開始對抗滑樁加固邊坡的穩(wěn)定性開展了研究。對
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非均質(zhì)邊坡上限分析的離散機構(gòu)及應(yīng)用[J]. 孫志彬,潘秋景,楊小禮,侯超群,尚熳廷. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(07)
[2]Three-dimensional analysis of slopes reinforced with piles[J]. 高玉峰,葉茂,張飛. Journal of Central South University. 2015(06)
[3]水位快速變動下邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 姜朋明,尚羽. 水利與建筑工程學(xué)報. 2010(04)
[4]雅礱江某邊坡穩(wěn)定性蒙特卡洛模擬方法的改進[J]. 李賀華,趙輝,譚躍虎. 山西建筑. 2010(01)
[5]基于可靠度理論的邊坡穩(wěn)定性分析研究[J]. 謝秀棟,方建瑞,范煒,程心恕. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2008(02)
[6]庫水位等速上升作用下岸坡地下水浸潤線的計算[J]. 張友誼,胡卸文. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2007(05)
[7]基于瑞典條分法數(shù)值解的邊坡蒙特卡羅可靠性分析[J]. 郭長寶,張永雙,陳情來,李旭峰,王獻禮. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2007(04)
[8]庫水位下降時滲透力及地下水浸潤線的計算[J]. 鄭穎人,時衛(wèi)民,孔位學(xué). 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2004(18)
[9]土力學(xué)經(jīng)典問題的極限分析上、下限解[J]. 陳祖煜. 巖土工程學(xué)報. 2002(01)
本文編號:3321543
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