路堑边坡滑塌治理技术研究

论文摘要

本文以铁道部科技司科研项目《寒区边坡稳定性分析》为依托,以哈尔滨—大连高速铁路路堑边坡试验工程为研究对象,通过现场试验、实时监测、理论分析和数值计算,对季节冻土区路堑边坡在第一个春融期发生滑塌后所采取的技术治理措施进行了分析研究与实施,主要包括以下内容:⑴对哈大高铁滑塌治理后的路堑边坡及无治理对比断面进行了长期的监测,通过对有、无技术治理措施边坡的水平位移、边坡土体温度、土体含水量数据的分析对比,阐明了:①有、无技术治理措施边坡水平位移与土体深度的关系及不同深度土体随监测时间的变形速率关系;②在冻结期和融化期土体温度随深度的变化规律;③含水量与土体深度的关系。并通过实测数据分析了有、无技术治理措施边坡的各种变化特征及所采用的工程措施的合理性。⑵利用ABAQUS有限元软件实现位移场、应力场、水分场的耦合,并对哈大高铁有、无技术治理措施边坡进行夏季降雨数值计算,通过对比有、无技术治理措施边坡在降雨期的应力场、位移场、孔隙流体速度矢量场、等效塑性应变分布场等相关云图数据结果,说明此项工程措施的设计与实施是正确的。⑶利用ABAQUS有限元软件实现温度场与上述三场的耦合,并对哈大高铁有、无技术治理措施边坡进行冻融条件下的数值计算,建立了边坡不同月份的温度场并与实测数据对比,验证了ABAQUS软件数值计算的正确性。发现了此项工程措施能起到一定的保温作用及能减小边坡土体的最大冻结深度的特性。对比了有、无技术治理措施边坡在不同折减系数下等效塑性应变的贯通情况及边坡土体所对应的稳定安全系数,进一步印证了此项工程措施能显著提高寒区边坡的稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 寒区冻土工程的发展历程
• 1.2.2 寒区路堑边坡滑塌治理工程研究
• 1.2.3 寒区边坡稳定性研究
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 哈大高铁路堑边坡工程概况及现场监测
• 2.1 哈大高铁路堑边坡工程概况
• 2.1.1 区域地质条件
• 2.1.2 水文地质条件
• 2.1.3 工程地质条件评价
• 2.2 哈大高铁路堑边坡现场监测系统
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 哈大高铁路堑边坡监测意义、原则和要求
• 2.2.3 监测仪器的选择、安装与埋设工艺、布置图
• 2.2.4 主要监测内容及目的
• 2.2.5 监测仪器的测试频率
• 2.3 本章小结
• 第3章 监测数据分析
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 防治路堑边坡冻融滑塌工程措施
• 3.1.2 工程材料简介
• 3.2 边坡水平位移数据分析
• 3.2.1 数据的校核
• 3.2.2 数据的分析
• 3.3 边坡土体温度数据分析
• 3.3.1 数据的校核
• 3.3.2 数据的分析
• 3.4 边坡土体水分数据分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 哈大高铁路堑边坡滑塌有限元模型的建立
• 4.1 ABAQUS 有限元软件简介
• 4.2 计算模型各种参数确定
• 4.2.1 计算域的确定
• 4.2.2 土体材料参数的确定
• 4.2.3 热力学参数的确定
• 4.2.4 模型单元
• 4.2.5 边界条件的确定
• 4.2.6 路堑边坡土体本构关系的确定
• 4.2.7 边坡滑塌失稳确定方法
• 4.3 边坡在降雨条件下的稳定性
• 4.4 边坡在冻融条件下的稳定性
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢