边坡渐进破坏及稳定性分析

论文摘要

我国是个滑坡灾害频发的国家之一,滑坡对人民的生命财产安全和经济建设构成了极大的威胁。随着我国现代化建设事业的迅速发展,在水利水电、矿山、港口、公路、铁路和能源等工程领域逐步形成了越来越多的高陡边坡与深凹边坡,如何安全、可靠、有效地分析与评价边坡的稳定性,并进而实现滑坡预测预报具有重大的理论和现实意义。本文回顾了边坡的稳定性研究的发展现状,指出了各种分析方法存在的不足及发展趋势,提出了本文的研究内容。本文模拟了边坡的渐进破坏过程,并重点研究了罗山的四个滑坡的渐进破坏稳定性。边坡破坏是首先从局部破坏开始,然后逐点扩展,最终产生大规模破坏的渐进过程。在这过程中,发生应力释放、传递和重分布。分析表明,边坡稳定性分析的渐进破坏法能更合理地反映边坡稳定的实际情况。本文又应用重整化群方法对一维、二维和三维滑坡体的稳定性问题进行了研究。得到了一维、二维和三维滑坡体失稳的临界概率值分别为0.2063、0.1707和0.1599,相关长度指数分别为1.4388、0.8084和0.5757。进而由此揭示了临界概率和相关长度指数随维数增大而减小的变化规律。将该模型运用到灵宝罗山金矿的四个滑坡预测中,判别结果完全符合现场情况,为矿山边坡稳定性预测问题提供了一条有效途径。最后,在假设分析对象为变形体的基础上,本文尝试采用目前在岩土工程界较为成熟的FLAC3D数值模拟方法,并将其计算结果与边坡渐进法计算所得结果进行对比分析研究。结果表明FLAC3D可以清晰模拟边坡渐进破坏的过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究问题的提出、目的和意义
• 1.2 边坡渐进破坏与稳定性分析的研究现状
• 1.2.1 边坡的渐进破坏法研究
• 1.2.2 边坡稳定性分析研究
• 1.3 本文主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 拟采取的研究方法和技术路线
• 1.4 预期的研究成果和创新点
• 第二章 边坡工程背景概况
• 2.1 自然地理条件
• 2.1.1 矿区地层与岩性
• 2.1.2 水文地质条件
• 2.1.3 不良工程地质条件
• 2.2 物理力学性质试验研究
• 2.2.1 现场取样及试件加工简介
• 2.2.2 岩石基本物理参数的测定
• 2.2.3 试验结论
• 2.3 不稳滑坡体的分析情况
• 2.4 本章小结
• 第三章 边坡渐进破坏的概率分析及工程应用
• 3.1 岩体结构面的渐进破坏特性
• 3.2 边坡渐进破坏分析的基本原理
• 3.3 边坡渐进破坏的演化模型
• 3.3.1 极限平衡法基本原理
• 3.3.2 传递系数法
• 3.4 边坡渐进破坏的进行过程及概率计算
• 3.4.1 相邻条块破坏的相互关系
• 3.4.2 渐进破坏的进行过程
• 3.4.3 渐进破坏的概率计算
• 3.5 工程实例
• 3.5.1 第一滑坡体渐进破坏的概率算例
• 3.5.2 各个不稳滑坡体渐进破坏的结论
• 3.6 本章小结
• 第四章 重整化群方法在边坡稳定性分析中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 基于重整化群方法的边坡稳定性分析模型
• 4.2.1 重整化群方法的简介
• 4.2.2 重整化群方法在滑坡稳定中的应用
• 4.2.3 滑坡稳定性分析
• 4.3 工程实例
• 第五章 不稳滑坡体渐进破坏的数值模拟分析
• 5.1 计算内容
• 5.2 计算参数的选取
• 3D数值模型'>5.3 FLAC^3D数值模型
• 5.3.1 FLAC软件的基本原理
• 5.3.2 边坡稳定性判断依据
• 5.3.3 计算模型的建立
• 5.4 边坡稳定性计算分析
• 5.4.1 边坡稳定性计算结果
• 5.4.2 边坡渐进破坏计算结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 本文结论与展望
• 6.1 本文的主要研究成果和结论
• 6.2 对进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 读硕士学位期间主要研究成果