降雨与人工开挖对青岛某边坡稳定性影响及治理研究

论文摘要

青岛地区自然边坡相对于我国西南、西北地区具有较好的稳定性。近年来,由于大规模城市建设对边坡的开挖破坏,加之突发性强降雨,导致边坡破坏事件时有发生,极大地威胁着人们生命财产安全,很有必要针对性地对滑坡发生过程机制、预测评价、稳定性、治理进行深入研究。本论文以2006年11月10日降雨引发的青岛市S212公路石老人观光园段滑坡为例,系统研究滑坡发生区工程地质条件,滑坡发生机制,降雨与人工开挖对滑坡发生的贡献,在此基础上进行了滑坡整治方案的设计。在滑坡现场调查中本文结合钻探、探坑观察,利用高密度电法、地质雷达进行了滑坡边界确定;在降雨、人工开挖对边坡稳定性分析中采用了PLAXIS有限元软件;在滑坡整治方案设计中采用ANSYS软件进行了定量分析;采用GPS全球定位系统进行边坡变形监测,检验边坡治理效果。本论文研究得出如下结论:1.边坡角开挖和降雨是S212公路发生滑坡主要的诱导因素。由于坡体南侧边坡开挖形成了高度20～25米的陡倾临空面,破坏了坡体原有稳定性;降雨时道路上汇集的雨水经道路雨水出口流入坡体,在坡体内沿裂隙向下渗流,使含有较多角砾的粘性土裂隙充填物抗剪强度急剧降低,形成滑面,造成了本次滑坡灾害的发生。2.边坡开挖导致坡体内应力场重新分布。大部分岩质边坡出现明显的应力释放降低的现象,在开挖面附近尤为突出,边坡开挖前X、Y方向的最大应力93KPa、254KPa降到了边坡开挖后的85KPa、237KPa。剪应力增加3倍,最大的剪应力出现在边坡脚。3.降雨入渗导致边坡滑动力增大、变形位移加大。随着降雨强度、降雨持时的增加,边坡的水平和竖直方向位移也在不断的增加,水平位移的最大值出现在边坡脚上的坡面附近,且随着降雨强度时间的增加,位移值不断的增大,位移最大值区域也不断的增大;边坡的水平和竖直方向应力、剪应力也在不断的增加,剪应力最大值出现在坡脚,其总趋势由内向外增多,愈近坡角愈高,向坡内逐渐恢复到原始应力状态。4.后续的坡体变形监测资料验证了本文对滑动机制的认识与制定的滑坡整治方案是正确合理性。本论文的研究成果对青岛及我国东部丘陵区城市建设中滑坡灾害防治具有一定的借鉴指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国内外边坡稳定性研究现状
• 1.2.2 考虑降雨入渗的边坡稳定性研究现状
• 1.2.3 青岛地区边坡的研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究方法
• 2 研究区工程地质条件
• 2.1 崂山区地质条件
• 2.1.1 气象、水文条件
• 2.1.2 区域地形地貌特征
• 2.1.3 区域地质与地壳稳定性
• 2.2 研究区地质条件
• 2.2.1 研究区水文地质条件
• 2.2.2 研究区地质构造
• 2.2.3 研究区工程地质条件
• 2.3 滑坡的工程概况
• 2.3.1 滑坡发生过程
• 2.3.2 滑体特征
• 3 滑坡发生机制地球物理探测研究
• 3.1 探测方法
• 3.1.1 高密度电阻率法的基本原理和仪器
• 3.1.2 探地雷达的基本原理和仪器
• 3.2 探测方案
• 3.3 探测结果
• 3.3.1 高密度电阻率法探测结果
• 3.3.2 探地雷达探测结果
• 3.4 结果分析与讨论
• 4 滑坡发生过程数值模拟分析
• 4.1 数值模拟方法
• 4.1.1 程序简介
• 4.1.2 莫尔-库仑屈服条件
• 4.1.3 莫尔-库仑模型的基本参数
• 4.2 计算模型与参数
• 4.3 定义初始条件
• 4.4 降雨与人工开挖对滑坡贡献分析
• 5 滑坡治理方案设计研究
• 5.1 治理方案设计
• 5.1.1 滑坡推力计算
• 5.1.2 结构计算分析
• 5.2 治理结果分析与评价
• 6 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 研究建议
• 参考文献
• 致谢