【摘要】：針對(duì)紅粘土遇水軟化的不良工程特性，本文通過(guò)降水入滲過(guò)程分析和非飽和滲流模擬研究分析了降水入滲對(duì)紅粘土邊坡穩(wěn)定性影響的作用機(jī)理，利用降水影響邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素作為強(qiáng)度雙折減法中的折減因子，提出了利用邊坡穩(wěn)定性擾動(dòng)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)特定環(huán)境干擾因素作用下邊坡穩(wěn)定性的思路。文章從紅粘土特性出發(fā)，研究紅粘土抗剪強(qiáng)度隨含水量的變化規(guī)律，利用fish語(yǔ)言編寫強(qiáng)度雙折減系數(shù)法的算法程序，實(shí)現(xiàn)FLAC3D模擬降水過(guò)程對(duì)紅粘土邊坡應(yīng)力分布和抗剪強(qiáng)度影響的動(dòng)態(tài)分析。從降水?dāng)_動(dòng)致使邊坡破壞這個(gè)方向入手，采用干擾作用的相對(duì)大小衡量特定條件下邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)。 人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所產(chǎn)生的高陡礦山、道路邊坡大多處于活躍階段，邊坡處于各種環(huán)境擾動(dòng)因素的作用之下，各種因素作用的方式不同，對(duì)邊坡的影響也有差別，但作用效果會(huì)累積發(fā)展，，隨著坡體損傷積累到一定程度，再有一個(gè)合適的擾動(dòng)邊坡就有可能出現(xiàn)失穩(wěn)。邊坡的穩(wěn)定性直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，如何合理評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)是我們現(xiàn)階段面臨的重要課題。 邊坡安全性影響因子眾多，單單用一個(gè)安全系數(shù)評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性是不夠合理的。傳統(tǒng)穩(wěn)定性系數(shù)以力學(xué)平衡為基礎(chǔ)，通過(guò)抗滑力和下滑力的比值來(lái)定義，體現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)條件下邊坡安全儲(chǔ)備的思想。但此方式求得的穩(wěn)定性系數(shù)不能反映邊坡破壞的內(nèi)部機(jī)理，也不能反映外界擾動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的具體影響。隨著計(jì)算科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)為我們解決了計(jì)算困難，也為我們通過(guò)合理的方法模擬邊坡破壞提供了可能。 對(duì)于特定邊坡，在特定時(shí)期內(nèi)的主要控制影響因素是明確的、可控的。東露天礦邊坡，在其生產(chǎn)過(guò)程中，主要控制因素是生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)荷載、降水、邊坡開(kāi)挖以及地震作用等。從概率的角度來(lái)說(shuō)，他們同時(shí)發(fā)生作用的可能性是非常小的，這些因素在某一特定時(shí)期只有一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)發(fā)生。所以可以針對(duì)不同的影響因子分別研究其對(duì)邊坡破壞影響機(jī)理，從而得到特定條件下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。 大氣降水是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的主要因素之一，紅粘土獨(dú)特的干縮及遇水軟化特性使得紅粘土邊坡在降水入滲條件下更加容易失穩(wěn)。因此，本文以東露天紅粘土邊坡為背景，研究了入滲深度和含水率分別為主控因素的安全性評(píng)價(jià)因子。通過(guò)分析降水量與降水入滲狀態(tài)的關(guān)系，以降水量為宏觀控制指標(biāo)，指導(dǎo)礦區(qū)安全生產(chǎn)。
[Abstract]:In view of the bad engineering characteristics of red clay softened by water, the mechanism of the influence of precipitation infiltration on the stability of red clay slope is analyzed by means of precipitation infiltration process analysis and unsaturated seepage simulation. The key factors of precipitation affecting slope stability are used as the reduction factors in strength double reduction method, and the idea of using slope stability disturbance coefficient to evaluate slope stability under the action of specific environmental disturbance factors is put forward. Based on the characteristics of red clay, this paper studies the variation of shear strength of red clay with water content, and compiles the algorithm program of strength double reduction coefficient method with fish language. The dynamic analysis of the influence of FLAC3D simulated precipitation process on stress distribution and shear strength of red clay slope is realized. Starting from the direction of slope failure caused by precipitation disturbance, the safety factor of slope stability under specific conditions is measured by the relative size of interference. In the high and steep mines produced by human economic activities, most of the road slopes are in the active stage, the slopes are under the action of various environmental disturbance factors, the ways of action of various factors are different, and the influence on the slope is also different. However, the effect will accumulate and develop, and with the accumulation of slope damage to a certain extent, there may be instability of a suitable disturbed slope. The stability of slope has a direct impact on the safety of people's lives and property. How to evaluate the stability of slope reasonably is an important issue we face at this stage. There are many factors affecting slope safety, so it is unreasonable to use a safety factor to evaluate slope stability. The traditional stability coefficient is based on the mechanical balance and is defined by the ratio of anti-sliding force to downward sliding force, which embodies the idea of slope safety reserve without disturbance. However, the stability coefficient obtained by this method can not reflect the internal mechanism of slope failure, nor can it reflect the specific influence of external disturbance on slope stability. With the development of computing science, computer technology has solved the calculation difficulties and made it possible for us to simulate slope failure by reasonable methods. For a specific slope, the main control factors in a specific period of time are clear and controllable. In the production process of the slope of East Open Pit Mine, the main controlling factors are dynamic load, precipitation, slope excavation and seismic action in the production process. From a probability point of view, they are very unlikely to work at the same time, and only one or more of these factors occur at the same time at a given time. Therefore, the influence mechanism of different influencing factors on slope failure can be studied respectively, and the slope stability coefficient can be obtained under specific conditions. Atmospheric precipitation is one of the main factors to induce slope instability. The unique dry shrinkage and water softened characteristics of red clay make the red clay slope more prone to instability under the condition of precipitation infiltration. Therefore, the safety evaluation factors in which the infiltration depth and water content are the main control factors are studied in the background of open-air red clay slope east of this paper. Based on the analysis of the relationship between precipitation and precipitation infiltration, precipitation is taken as the macro control index to guide the safety production of mining area.
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU446;TU43

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本文編號(hào)：2484698