本文關(guān)鍵詞：基于雙折減系數(shù)法的黃土邊坡穩(wěn)定性研究

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【摘要】：我國(guó)黃土地區(qū)由于地下水位抬升或地表降水引起的黃土滑坡頻發(fā),特別是居民生活區(qū)、公路和鐵路沿線的黃土高邊坡,一旦發(fā)生失穩(wěn)很可能造成災(zāi)難性后果。隨著西部大開發(fā)和“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),這類型災(zāi)害將更加突出。因此,開展水影響下黃土邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究具有重要的理論意義和價(jià)值。本文以水對(duì)黃土邊坡穩(wěn)定性影響較大這一普遍規(guī)律為出發(fā)點(diǎn),提出了雙折減系數(shù)法及兩種適用于黃土邊坡穩(wěn)定性分析方法,并采用算例進(jìn)行了驗(yàn)證,取得了如下成果:(1)基于非飽和原狀黃土三軸剪切和直剪試驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)分析抗剪強(qiáng)度參數(shù)與含水率之間的關(guān)系,確定了抗剪強(qiáng)度參數(shù)折減路徑函數(shù)F2=F1b,提出雙折減法表達(dá)式c'=c/Ftrial和φ'=arctan(tanφFtrialb),討論了其物理意義及力學(xué)機(jī)制。(2)基于該方法,分析了不同DP準(zhǔn)則和參數(shù)取值對(duì)黃土邊坡安全系數(shù)的影響,并推導(dǎo)出了不同DP準(zhǔn)則條件下安全系數(shù)之間的轉(zhuǎn)換公式。結(jié)果表明:采用DP4準(zhǔn)則的計(jì)算結(jié)果接近嚴(yán)格條分法;彈性模量E和泊松比v取值對(duì)安全系數(shù)影響很小,剪脹角Ψ和抗拉強(qiáng)σt對(duì)安全系數(shù)影響較大。(3)提出了嚴(yán)格條分雙折減系數(shù)法,推導(dǎo)了該方法的計(jì)算過(guò)程。應(yīng)用該方法計(jì)算了典型坡度黃土邊坡安全系數(shù),結(jié)果表明:雙折減系數(shù)法比傳統(tǒng)單折減法計(jì)算結(jié)果偏大;對(duì)于坡度較小的邊坡,二者計(jì)算結(jié)果偏差較大(19%);對(duì)于坡度較大的邊坡,二者計(jì)算結(jié)果很接近(1%);嚴(yán)格條分雙折減系數(shù)法更能反映出邊坡安全系數(shù)對(duì)坡度θ大小的敏感性。(4)提出了有限差分雙折減系數(shù)法,改進(jìn)了計(jì)算程序,以黃土邊坡開挖為例進(jìn)行了計(jì)算分析,結(jié)果表明:有限差分雙折減系數(shù)法安全系數(shù)值介于傳統(tǒng)單折減法安全系數(shù)(下限解)與傳統(tǒng)超載儲(chǔ)備安全系數(shù)(上限解)之間;采用塑性區(qū)貫通判據(jù)和特征點(diǎn)位移突變判據(jù)較合理,能較好的發(fā)揮巖土類材料抗剪切能力。本文提出的兩種適用于黃土邊坡穩(wěn)定性分析方法符合黃土強(qiáng)度參數(shù)折減規(guī)律,具有明確的物理意義和理論依據(jù),可為黃土地區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析提供參考。
【關(guān)鍵詞】：邊坡穩(wěn)定性 非飽和黃土 雙折減系數(shù)法 含水率 抗剪強(qiáng)度參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU444
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景、目的及意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題12-19
• 1.2.1 傳統(tǒng)強(qiáng)度折減法12-16
• 1.2.2 雙折減系數(shù)法16-19
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容19
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線19-21
• 第二章 非飽和黃土雙折減系數(shù)法的建立21-36
• 2.1 非飽和黃土的雙折減系數(shù)法概念21-24
• 2.2 非飽和黃土折減路徑函數(shù)求解24-33
• 2.2.1 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例一24-27
• 2.2.2 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例二27-28
• 2.2.3 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例三28-30
• 2.2.4 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例四30-31
• 2.2.5 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例五31-32
• 2.2.6 黃土強(qiáng)度參數(shù)折減關(guān)系算例六32-33
• 2.3 非飽和黃土雙折減系數(shù)法表達(dá)式33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 第三章 黃土邊坡穩(wěn)定性雙折減系數(shù)法分析原理36-49
• 3.1 傳統(tǒng)的強(qiáng)度折減法36-37
• 3.1.1 傳統(tǒng)單折減法36
• 3.1.2 傳統(tǒng)超載儲(chǔ)備法36-37
• 3.2 雙折減系數(shù)法機(jī)制分析37-40
• 3.2.1 強(qiáng)度參數(shù)折減物理意義37
• 3.2.2 強(qiáng)度參數(shù)折減力學(xué)機(jī)理37-40
• 3.3 不同DP準(zhǔn)則條件下黃土邊坡安全系數(shù)40-45
• 3.3.1 不同DP準(zhǔn)則下安全系數(shù)40-43
• 3.3.2 不同DP準(zhǔn)則下安全系數(shù)的轉(zhuǎn)換43-45
• 3.4 計(jì)算精度影響因素分析45-48
• 3.5 小結(jié)48-49
• 第四章 基于嚴(yán)格條分雙折減系數(shù)法的黃土邊坡穩(wěn)定性分析49-55
• 4.1 嚴(yán)格條分雙折減系數(shù)法49-52
• 4.2 黃土邊坡計(jì)算模型52-53
• 4.3 計(jì)算結(jié)果及分析53-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 第五章 基于有限差分雙折減系數(shù)法的黃土邊坡穩(wěn)定性分析55-77
• 5.1 計(jì)算原理55-59
• 5.1.1 有限差分法55-57
• 5.1.2 混合離散法57
• 5.1.3 計(jì)算過(guò)程57-59
• 5.2 有限差分雙折減系數(shù)法59-61
• 5.2.1 有限差分雙折減系數(shù)法計(jì)算程序編制59-60
• 5.2.2 邊坡開挖失穩(wěn)判據(jù)60-61
• 5.3 黃土邊坡計(jì)算模型61-63
• 5.3.1 模型及參數(shù)61-62
• 5.3.2 開挖階段與方案62-63
• 5.4 計(jì)算結(jié)果及分析63-73
• 5.4.1 迭代不收斂判據(jù)判定方法、結(jié)果及分析63-66
• 5.4.2 塑性區(qū)貫通判據(jù)判定方法、結(jié)果及分析66-69
• 5.4.3 位移突變判據(jù)判定方法、結(jié)果及分析69-73
• 5.5 失穩(wěn)判據(jù)的適用性探討73-76
• 5.5.1 采用不同判據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)比73-74
• 5.5.2 三種失穩(wěn)判據(jù)關(guān)系分析74-76
• 5.6 小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-80
• 6.1 本文主要結(jié)論77-78
• 6.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)78
• 6.3 有待進(jìn)一步解決的問(wèn)題78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1023577