發(fā)布時間：2020-05-13 22:44

【摘要】：為了解決延安地區(qū)可拓展空間小,城市可利用土地資源匱乏等問題,延安市開展了大規(guī)模的平山造城與治溝造地工程建設(shè)。在這一工程實(shí)施過程中,涉及到大量的挖填方邊坡的穩(wěn)定性問題,其中黃土填方邊坡的影響因素眾多,具有“三面兩體一水(交界面、基底面、臨空面、填筑體、地基體、環(huán)境水)”特征,尤其是界面對黃土填方邊坡穩(wěn)定性具有控制作用。因此,開展黃土填方邊坡界面效應(yīng)及其穩(wěn)定性研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。本文以延安治溝造地與平山造城工程中黃土填方邊坡為研究對象,在延安南溝及新區(qū)原始邊坡與填方邊坡野外調(diào)查及現(xiàn)場取樣的基礎(chǔ)上,首先利用室內(nèi)土工試驗(yàn)及CTC三軸剪切試驗(yàn)獲取相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo);然后通過室內(nèi)模型試驗(yàn),研究了降雨作用下黃土填方邊坡界面效應(yīng)及失穩(wěn)機(jī)制,結(jié)合多工況數(shù)值模擬計算,分析了降雨及坡角變化下填方邊坡的穩(wěn)定性,以及填方坡和原始坡分界帶及填土相關(guān)參數(shù)對填方邊坡穩(wěn)定性的影響及敏感性。主要成果和結(jié)論如下:(1)基于室內(nèi)模型試驗(yàn),揭示了降雨作用下填方坡及其與原始坡界面處含水率及孔壓的變化規(guī)律,認(rèn)為填方邊坡的界面效應(yīng)表現(xiàn)為交界面為一個降雨優(yōu)勢滲流通道,并且降雨沿交界面入滲存在滯后現(xiàn)象,得出了降雨作用下黃土填方邊坡變形破壞模式為淺層滑移,其失穩(wěn)過程為:坡腳局部泥流破壞→坡面中部細(xì)溝侵蝕→坡肩附近產(chǎn)生拉張裂縫→坡面片蝕產(chǎn)生局部滑移→坡肩附近裂縫增多并擴(kuò)展加深→坡肩可能發(fā)生淺層滑移。(2)基于Geo-studio數(shù)值軟件,分析了不同降雨工況對填方邊坡穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明一定降雨時間內(nèi),填方邊坡穩(wěn)定性系數(shù)下降速率及幅度隨著降雨強(qiáng)度增大而增大,而相同降雨強(qiáng)度下,填方邊坡穩(wěn)定性系數(shù)隨著降雨時長的增加而減小。但在降雨量及峰值雨強(qiáng)不變的情況下,不同的降雨過程對填方邊坡穩(wěn)定性影響不大。(3)基于數(shù)值模擬,揭示了降雨和坡角對黃土填方邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,結(jié)果表明當(dāng)坡角≤35°時,填方坡塑性變形僅出現(xiàn)在分界帶內(nèi);當(dāng)坡角35°時,填方坡坡腳因應(yīng)力集中出現(xiàn)剪切變形,且隨的增加,坡腳塑性變形逐漸擴(kuò)大,同時分界帶塑性變形也在擴(kuò)展;當(dāng)≥55°時,二者貫通,造成填方邊坡產(chǎn)生沿分界帶的滑動破壞。(4)通過Midas/GTS數(shù)值模擬和敏感性分析方法,揭示了分界帶及填土參數(shù)對填方邊坡穩(wěn)定性的影響程度及規(guī)律,結(jié)果表明分界帶的內(nèi)摩擦角對填方邊坡的穩(wěn)定性影響最大,而分界帶的黏聚力、傾角、填土的內(nèi)摩擦角、填筑長度、填土的黏聚力的影響依次減弱。
【圖文】：

我國黃土高原治溝造地、平山造城建設(shè)較早的蘭州新區(qū)、延安新區(qū)以及為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的延安南溝示范區(qū)，，這些典型的平山造城、治溝造地工程中，由于缺乏科學(xué)依據(jù)，逐漸顯現(xiàn)出來一些黃土地區(qū)災(zāi)害問題（見圖 1.1）。對當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全造成了威脅，一定程度上影響了當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。如何在平山造城（治溝造地）工程實(shí)施過程中科學(xué)的進(jìn)行建設(shè)，從根源上杜絕隱患，是目前我國黃土高原工程災(zāi)變與防災(zāi)減災(zāi)研究的前沿和熱點(diǎn)。（a）填方路基局部滑動開裂 （b）填方邊坡坡頂裂縫

第一章 緒論1.4 研究技術(shù)路線以延安治溝造地與平山造城工程為研究背景，通過大量查閱國內(nèi)外有關(guān)降雨作用下邊坡穩(wěn)定性、填方邊坡模型試驗(yàn)的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)降雨作用下填方邊坡界面效應(yīng)相關(guān)的研究幾乎處于空白狀態(tài)，首先通過野外現(xiàn)場調(diào)查對治溝造地與平山造城填方邊坡病害有了一定了解，然后依據(jù)相似理論對降雨作用下黃土填方邊坡界面效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的方案設(shè)計，結(jié)合數(shù)值模擬揭示降雨作用下填方邊坡水分遷移規(guī)律、降雨工況、坡角變化對黃土填方邊坡穩(wěn)定性以及界面存在對邊坡的穩(wěn)定性的敏感性的影響規(guī)律，具體技術(shù)路線如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU444

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2662663