浅变质岩风化层边坡稳定性研究

论文摘要

随着我国经济的发展和山区高等级公路建设速度的加快,大量在建或待建的公路势必穿越不良地质条件,加上我国西部多为丘陵和山区,地层风化深度大,覆盖层较厚,岩体结构破碎,必将遇到大量的边坡问题。近年来,贵州高速公路发展迅速,但也遇到一系列的工程技术问题。由于贵州地形地貌十分复杂,山岭崎岖,沟壑遍布,出现了大量的因浅变质岩风化层失稳而导致的滑坡问题。它们给公路建设带来了很大损失,并且严重威胁到人民的生命财产安全。本文以三穗至凯里高速公路JK104+840～SK104+840段浅变岩质风化层边坡为例,在对三凯高速公路沿线一百多处边坡的现有勘探资料、设计资料的收集和野外现场调查研究的基础上,综合了边坡知识对其进行了分类,进行了系统的边坡类型划分,归纳总结了浅变质风化层边坡的特点,同时对其破坏类型进行了详尽的归纳,结合三凯高速公路浅变质岩边坡工程实例,探索了影响浅变质风化层边坡稳定的主要因素,并分析研究了风化对边坡稳定的影响。本文详细介绍了岩土体的本构关系模型,岩土体的屈服准则,弹塑性有限元的基本原理和计算过程,屈服准则的转换,并探讨了基于弹塑性有限元强度折减理论的边坡稳定性失稳判据以及安全系数的确定方法。简单介绍了极限平衡分析方法中的不平衡推力迭代法（传递系数法）的基本原理和计算过程。在此基础上对滑坡所在的区域地质环境进行了分析研究,包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及气象等特征,并分析总结了浅变质岩风化层边坡风化层的工程特征。讨论了浅变质岩风化层边坡的形成机理、对其变形破坏模式进行了分析研究,并用弹塑性有限单元强度折减法和传递系数法对边坡稳定性进行了分析计算,实例表明,用弹塑性有限元强度折减法进行浅变质岩风化层边坡稳定分析的方法是可行的。根据计算结果及浅变质岩风化层边坡的变形破坏特征提出了相应的防治对策和处治措施。因此,本文对浅变质岩风化层边坡的特点、变形破坏机理、稳定性分析评价、合理的防治对策等问题展开探讨研究,不仅具有重要的理论价值,而且对贵州省乃至全国浅变质岩地区风化层边坡的工程地质勘察,稳定性评价、设计治理等均具有一定的参考价值和指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 边坡稳定性国内外研究现状
• 1.3.1 边坡稳定性研究的历史
• 1.3.2 边坡稳定性分析方法的研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法和技术路线
• 第2章 浅变质岩风化层边坡稳定性综合评价
• 2.1 边坡稳定性的概念
• 2.2 边坡的分类及浅变质岩风化层边坡的特点
• 2.2.1 边坡的分类
• 2.2.2 浅变质岩风化层边坡的特点
• 2.3 边坡变形破坏的分类
• 2.3.1 边坡变形与破坏
• 2.3.2 边坡变形的主要方式
• 2.3.3 边坡的破坏形式
• 2.4 边坡变形破坏的地质力学模式
• 2.5 影响浅变质岩风化层边坡稳定性的主要因素
• 2.5.1 影响浅变质岩风化层边坡稳定性的内部因素
• 2.5.2 影响边坡稳定性的外部因素
• 2.6 风化对浅变质岩边坡稳定性的影响
• 2.6.1 风化对工程地质的影响
• 2.6.2 风化对浅变质岩边坡稳定性影响
• 第3章 边坡弹塑性有限元分析的基本理论
• 3.1 岩土体本构关系模型
• 3.2 屈服准则
• 3.3 有限元法的基本原理和计算过程
• 3.3.1 有限元法概述
• 3.3.2 有限元法的基本原理和计算过程
• 3.4 边坡稳定性有限元计算及失稳判据
• 3.4.1 有限元强度折减法的基本原理
• 3.4.2 安全系数的定义
• 3.4.3 屈服条件的转换
• 3.4.4 失稳判据及安全系数的确定
• 3.5 条块间不平衡推力迭代法（传递系数法）
• 3.6 本章小结
• 第4章 浅质岩风化层边坡典型工程实例
• 4.1 工程概括
• 4.2 自然地理
• 4.2.1 气候地震
• 4.2.2 地形地貌
• 4.3 工程地质条件
• 4.3.1 地质构造
• 4.3.2 地层岩性
• 4.4 水文地质条件
• 4.5 浅变质岩风化层的工程特征
• 4.6 滑坡地质
• 4.6.1 滑坡分类及规模
• 4.6.2 滑坡体物质成分
• 4.7 滑坡的形成机制
• 4.7.1 滑坡产生的原因
• 4.7.2 形成机制分析
• 4.7.3 破坏机理及发展趋势
• 4.8 边坡稳定性分析评价
• 4.8.1 基于强度折减的弹塑性有限元法
• 4.8.2 传递系数法
• 4.9 本章小结
• 第5章 浅变质岩风化层边坡的防治对策及治理措施
• 5.1 浅变质岩风化层边坡的防治原则
• 5.2 浅变质岩风化层边坡的防治对策
• 5.3 处治措施
• 5.3.1 分段支档
• 5.3.2 排水
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 进一步研究的设想
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研项目