【摘要】：隨著國(guó)家“十二五規(guī)劃”及“西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略”的深入進(jìn)行,我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模得到了飛速發(fā)展。而因國(guó)民經(jīng)濟(jì)均衡發(fā)展以及迫切解決經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的交通“瓶頸”問(wèn)題的需要,山區(qū)公路逐漸成為我國(guó)公路建設(shè)的重點(diǎn)和主戰(zhàn)場(chǎng)。然而,受山區(qū)氣候、地質(zhì)地貌類(lèi)型以及生態(tài)環(huán)境條件的限制,山區(qū)公路的橋隧開(kāi)挖工程規(guī)模及其數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般公路建設(shè)項(xiàng)目,而這些橋隧開(kāi)挖工程因工作需要難以避免的要產(chǎn)生大量的棄土、棄渣。因此,在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)時(shí)需要設(shè)置眾多的棄土場(chǎng)來(lái)處置開(kāi)挖工程產(chǎn)生的棄土棄渣。然而,我國(guó)至今尚未建立科學(xué)的、成體系的棄土場(chǎng)選址規(guī)劃和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),因而導(dǎo)致在工程實(shí)施過(guò)程中,棄方處置的隨意性很大,由此引發(fā)了一系列問(wèn)題。如水土流失、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害問(wèn)題。近年來(lái)這些事故頻繁發(fā)生,已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)和社會(huì)的極大關(guān)注。 以上述問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),本文以宜(宜昌)-巴(巴東)高速公路棄土場(chǎng)為研究對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、資料搜集、試驗(yàn)分析、遙感圖像分析、GIS空間分析、顆粒流理論、有限差分?jǐn)?shù)值模擬技術(shù)及理論解譯等多種相互耦合的方法,進(jìn)行棄土場(chǎng)選址規(guī)劃技術(shù)研究、棄土場(chǎng)渣體參數(shù)反演以及特殊因素對(duì)棄土場(chǎng)的穩(wěn)定性影響研究。本文具體開(kāi)展以下內(nèi)容的研究： (1)在綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素、地形地貌條件、環(huán)境因素的基礎(chǔ)上,基于遙感圖像處理技術(shù)和GIS空間分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了棄土場(chǎng)選址規(guī)劃。同時(shí),課題中運(yùn)用以上技術(shù)進(jìn)行棄土場(chǎng)選址示例分析,示例證明應(yīng)用基于遙感圖像處理技術(shù)和GIS空間分析技術(shù)的選址技術(shù)選出的棄土場(chǎng)區(qū)位與傳統(tǒng)選址規(guī)劃方法選出的區(qū)位相比,更加科學(xué)、合理的,具有更為重要的應(yīng)用意義。 (2)土體的力學(xué)參數(shù)作為土體強(qiáng)度的重要參數(shù),對(duì)評(píng)價(jià)土體強(qiáng)度、穩(wěn)定性具有重要意義。而不同級(jí)配條件下的土體作為一種復(fù)雜土體材料,其力學(xué)參數(shù)具有很大的差異性,為了能夠更快、更準(zhǔn)確的反演計(jì)算出不同級(jí)配下的土體的力學(xué)參數(shù),本文基于顆粒流方法對(duì)由不同級(jí)配下土體材料的三軸剪切試驗(yàn)進(jìn)行顆粒流數(shù)值模擬,建立不同級(jí)配下的土體材料的數(shù)值模擬試驗(yàn)方法,并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析.結(jié)果表明,顆粒流模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果具有較高的相似性,且兩者應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律幾乎一致,從而驗(yàn)證了數(shù)值模擬模型的正確性,可基于此模型建立評(píng)價(jià)和預(yù)估混合土體材料的的模擬試驗(yàn)方法。 (3)爆破作為一種后期外部動(dòng)力學(xué)荷載,對(duì)棄土場(chǎng)的穩(wěn)定性有著極為重要的影響,而當(dāng)前針對(duì)爆破動(dòng)力荷載對(duì)棄土場(chǎng)穩(wěn)定性的研究較少。為彌補(bǔ)該方面空缺,本文考慮爆破的地震效應(yīng),采用Ansys/Lesdyna有限元模擬技術(shù)反演出研究范圍的爆破動(dòng)力荷載強(qiáng)度,并根據(jù)實(shí)測(cè)爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)反演出的爆破動(dòng)力荷載進(jìn)行校正,在此基礎(chǔ)上,建立有限差分棄土場(chǎng)數(shù)值模擬模型,并將校正后的爆破動(dòng)力荷載強(qiáng)度作為模型動(dòng)力荷載邊界,分別計(jì)算出邊坡在施加動(dòng)力荷載邊界前后的穩(wěn)定性,從而進(jìn)一步評(píng)價(jià)爆破動(dòng)力荷載對(duì)棄土場(chǎng)的穩(wěn)定性影響,研究結(jié)果可為解決棄土場(chǎng)動(dòng)力荷載問(wèn)題提供一定的參考。 (4)采用嵌入式有限差分法二次開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于改進(jìn)多因素強(qiáng)度有限差分折減法的棄土場(chǎng)在降雨條件下的穩(wěn)定性算法,并通過(guò)該算法對(duì)不同降雨入滲深度下棄土場(chǎng)邊坡的變形失穩(wěn)規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬,并與室內(nèi)相應(yīng)的人工降雨模型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,得出了不同降雨入滲深度對(duì)非飽和棄土場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性和滑動(dòng)面變化特征的影響規(guī)律。 本文所獲得的研究成果對(duì)于完善高速公路棄土場(chǎng)選址規(guī)劃及穩(wěn)定性分析方法、減少棄土場(chǎng)次生災(zāi)害、加強(qiáng)對(duì)棄土場(chǎng)的合理利用,具有積極的指導(dǎo)作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：U415;TU43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2378517