多种分析方法在边坡稳定性分析与评价中的应用研究

论文摘要

随着城市建设的发展,边坡工程越来越成为重点难点工程,边坡存在的隐患是不容忽视的,这就要求针对边坡的稳定和安全作出判断和保障,从而在保证人身和财产安全的前提下,促进城市的经济发展和设施建设。为了研究边坡体变形破坏的演化过程,边坡失稳的发生过程和判据,在前人研究的基础上,本文选定典型边坡,进行较详细的地质勘察和相应的岩体现场试验及相关的室内试验,弄清边坡的地质条件、岩土物理力学特性及岩体结构面特征;以边坡分类和岩体力学特性研究为基础,利用定性分析法和定量分析法相结合分析边坡的破坏机理,将节理裂隙发育特征形成的节理走向玫瑰花图,采用赤平投影法对构造特征进行坡体稳定性评价;通过通用的极限平衡法利用理正岩土软件对边坡的剖面进行逐一的模拟,从而得出稳定性数据;以及运用Midas/GTS软件进行有限元分析方法形成的计算成果作相互补充分析与对比研究,结合工程地质情况与工程数值模拟分析边坡的稳定性。在有限元软件Midas/GTS的三维边坡模拟下,使得边坡的整体形变量、最大剪应变的分布都得到很好的分析计算,其动态模拟更是把边坡的变形过程,最危险情况逐一展现,稳定分析结果与实际相符,Midas/GTS软件可以作为边坡稳定性分析的良好手段。以数值分析法为依托的Midas/GTS软件可以模拟任何边坡形式,任何小的形态变化,只要对数据加以精确,都能模拟成型,尤其是三维边坡的模拟更符合边坡的实际。以数值分析法为依托的Midas/GTS软件在建模过程中可以考虑边坡的各项影响因子,分析问题时,它将研究的边坡分成有限个单元体,从这些小单元,将整个岩土体的力学特性看做各个小单元的总和,从而得到整个岩体的力学平衡关系。每个单元,都可以从容重、弹性模量、泊松比、粘聚力、摩擦角等因素加以描述,这就能方便的处理岩体的非均匀性难题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 边坡稳定性
• 1.1 边坡稳定性的概念
• 1.2 边坡稳定性的影响因素
• 1.2.1 岩土体自身性质
• 1.2.2 结构面
• 1.2.3 水体作用
• 1.2.4 地震作用
• 1.2.5 人为因素
• 1.3 边坡整体的破坏类型
• 1.3.1 崩塌
• 1.3.2 滑坡
• 2 边坡稳定性的分析方法
• 2.1 概述
• 2.2 定性分析法
• 2.2.1 定性分析法的分类
• 2.2.2 赤平投影法
• 2.3 定量分析法
• 2.3.1 定量分析法的分类
• 2.3.2 极限平衡法
• 2.3.3 数值分析法
• 3 边坡稳定性分析工程实例
• 3.1 地理位置及边坡概况
• 3.2 自然地理与地质概况
• 3.2.1 自然地理概况
• 3.2.2 地形地貌
• 3.2.3 地层岩性
• 3.2.4 边坡岩石基本质量等级
• 3.2.5 地质构造
• 3.2.6 水文地质条件
• 3.2.7 不良地质作用
• 3.2.8 场地地震效应
• 3.3 赤平投影法的应用及结论
• 3.3.1 软弱的散体—碎裂状辉绿岩坡段
• 3.3.2 坚硬的裂隙块状石英岩坡段
• 3.3.3 坚硬的碎裂状石英岩（板岩互层）坡段
• 3.3.4 软弱的碎裂层状板岩坡段
• 3.4 极限平衡法的应用及结论
• 3.4.1 岩土物理力学特征
• 3.4.2 AB 段边坡稳定性分析
• 3.4.3 BC 段边坡稳定性分析
• 3.4.4 CD 段边坡稳定性分析
• 3.4.5 DE 段边坡稳定性分析
• 3.4.6 FG 段边坡稳定性分析
• 3.4.7 GH 段边坡稳定性分析
• 3.4.8 HK 段边坡稳定性分析
• 3.5 Midas/GTS 的应用及结论
• 4 数值分析法与其他稳定性分析方法的对比分析
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录