本文關(guān)鍵詞：滑坡運動特性及開挖支護邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滑坡各項運動特性及坡體開挖支護過程中的穩(wěn)定一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點和難點。首先,以離散元軟件EDEM為計算平臺,從坡體滑動速率、顆粒碰撞接觸、最終堆積形態(tài)及巖體結(jié)構(gòu)破壞等方面研究了滑坡—碎屑流和毛家溝潛在黏性滑坡的各項運動特性。接著,以錦屏電站纜機平臺邊坡開挖工程為例,分析了是否考慮卸荷效應(yīng)在邊坡巖體開挖過程中坡體應(yīng)力應(yīng)變計算結(jié)果中的差異。最后,定量計算了不同開挖工況和支護方式對坡體的變形和穩(wěn)定產(chǎn)生的影響。本文通過對以上內(nèi)容進行研究,得到以下主要結(jié)論:(1)滑坡—碎屑流的運動過程可劃分為啟動加速、高速滑動和減速堆積3個階段,運動過程中存在大量接觸和碰撞;碎屑流運動速度的最大值正好對應(yīng)接觸數(shù)的最小值,表明顆粒流越稀疏,碰撞造成的能量耗散越少,運動速度越大;各區(qū)域內(nèi)顆粒水平和豎直方向運動速度大,變化趨勢同步,而橫向速度相對更小;在碎屑流運動初期和末期,水平和豎直方向運動速度減小,而橫向速度增大,導(dǎo)致碎屑流橫向運動更為明顯,擴大了災(zāi)害橫向影響范圍。(2)通過對康定毛家溝潛在的危巖滑坡進行預(yù)測,毛家溝黏性滑坡的運動過程可劃分為3個運動階段,包括失穩(wěn)階段(0s-30s)、加速滑動階段(30s-75s)和減速堆積階段(75s-140s)。在邊坡失穩(wěn)初期,局部巖體出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象;加速滑動階段,運動速度顯著增加,動能很大,具有很強的破壞力;而當(dāng)滑坡體進入河谷內(nèi)時,運動速度逐漸減小,并逐漸減速堆積�；虑安亢椭胁窟\動速度大,最后堆積在河谷內(nèi)部,后部巖體受到阻礙,大部分巖體碎屑堆積在上部峽谷內(nèi)。運動過程中,巖體破壞逐漸增加,巖石塊體中間出現(xiàn)貫穿性裂縫�；潞�,小巖塊位于上游,越往下游巖塊的體積越大。(3)通過對錦屏電站纜機平臺高陡邊坡的開挖過程進行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)是否考慮卸荷效應(yīng)對邊坡的穩(wěn)定性影響很大。相比不考慮卸荷作用,考慮巖體開挖卸荷作用時:邊坡開挖應(yīng)力松弛現(xiàn)象更明顯,部分區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)拉應(yīng)力;邊坡發(fā)生的位移量更大,穩(wěn)定安全系數(shù)更小,偏安全。因此,建議在巖體開挖數(shù)值模擬時,充分考慮開挖造成的巖體劣化效應(yīng),更加合理地模擬整個開挖卸荷過程。此外,本文提出了以剪應(yīng)變增量作為卸荷松弛分區(qū)標準,可以快速確定開挖卸荷影響范圍,定位簡單,結(jié)果可靠。(4)單級開挖高度、巖體強度參數(shù)和支護時間對邊坡的變形和穩(wěn)定影響顯著。單級開挖高度對巖性較差的邊坡位移和穩(wěn)定安全系數(shù)影響大,而對巖體條件較好邊坡影響小;巖體強度參數(shù)對高陡巖石邊坡開挖的位移、穩(wěn)定安全系數(shù)影響大,不同支護時間對開挖邊坡的穩(wěn)定影響明顯;相比滯后一級支護,邊坡開挖后及時支護能更好的控制坡體變形,提高邊坡的穩(wěn)定。說明在實際高陡邊坡開挖過程中,應(yīng)根據(jù)巖性采取合理的單級開挖高度和支護措施,既有利于保證邊坡的穩(wěn)定,又可控制工程造價。
【關(guān)鍵詞】：滑坡 EDEM 顆粒 卸荷 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22;TV223
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.1.1 滑坡災(zāi)害問題11-12
• 1.1.2 邊坡穩(wěn)定性問題12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 滑坡運動研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 存在的主要問題16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 研究思路及技術(shù)路線18-20
• 第2章 滑坡—碎屑流運動特性數(shù)值試驗分析20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 顆粒離散元簡介20-25
• 2.2.1 基本原理21
• 2.2.2 顆粒接觸搜索21-22
• 2.2.3 顆粒簡化模型介紹22-24
• 2.2.4 Hertz-Mindlin無滑動接觸模型介紹24-25
• 2.3 顆粒離散元計算軟件的選取25-26
• 2.4 離散元數(shù)值模擬合理性驗證26-28
• 2.5 滑坡—碎屑流數(shù)值模型建立及參數(shù)選取28-30
• 2.5.1 DEM模型建立28-29
• 2.5.2 DEM計算參數(shù)標定29-30
• 2.6 滑坡—碎屑流數(shù)值模擬試驗結(jié)果及分析30-37
• 2.6.1 整體運動特性分析30-33
• 2.6.2 局部運動特性分析33-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 毛家溝潛在黏性滑坡運動特性數(shù)值分析38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 模型構(gòu)建及參數(shù)選取38-43
• 3.2.1 Hertz-Mindlin黏結(jié)接觸模型簡介38-39
• 3.2.2 合理性驗證39-40
• 3.2.3 離散元數(shù)值模型計算參數(shù)選取40-43
• 3.3 黏性滑坡運動數(shù)值模擬結(jié)果及分析43-52
• 3.3.1 整體運動特性分析43-47
• 3.3.2 局部運動特性分析47-52
• 3.4 黏性滑坡運動過程巖體結(jié)構(gòu)破壞分析52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 巖體開挖卸荷對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響分析56-73
• 4.1 引言56
• 4.2 巖體開挖卸荷模擬方法簡介56-58
• 4.3 巖體開挖卸荷計算模型建立58-60
• 4.3.1 計算工況59
• 4.3.2 巖體力學(xué)參數(shù)59-60
• 4.4 巖體開挖卸荷計算結(jié)果及分析60-67
• 4.4.1 應(yīng)力分析60-62
• 4.4.2 位移分析62-63
• 4.4.3 穩(wěn)定安全系數(shù)分析63-64
• 4.4.4 邊坡塑性區(qū)和危險滑裂面分布64-67
• 4.5 基于剪應(yīng)變增量的巖質(zhì)邊坡開挖卸荷深度判別67-71
• 4.5.1 基于卸荷量大小的分區(qū)標準67-68
• 4.5.2 基于剪應(yīng)變增量的分區(qū)標準68-69
• 4.5.3 合理性分析驗證69-71
• 4.6 本章小結(jié)71-73
• 第5章 不同開挖支護方式對高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響分析73-80
• 5.1 引言73
• 5.2 有限元模型建立及計算條件73-75
• 5.2.1 模型建立73-74
• 5.2.2 計算工況選取74
• 5.2.3 計算過程和等效處理74-75
• 5.3 高陡邊坡開挖支護有限元計算結(jié)果及分析75-79
• 5.3.1 不同單級開挖高度的影響75-77
• 5.3.2 不同巖體強度參數(shù)的影響77
• 5.3.3 不同支護時間的影響77-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第6章 總結(jié)與展望80-83
• 6.1 本文研究成果總結(jié)80-81
• 6.2 展望81-83
• 參考文獻83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果簡介88-89
• 致謝89-90

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本文編號：353624