极端冰雪灾害条件下建筑地基稳定性分析

论文摘要

中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高。在全球气候变化和中国经济社会快速发展的背景下,中国面临的自然灾害形势严峻复杂、灾害风险进一步加剧、灾害损失日趋严重,直接影响国民经济的可持续发展。2008年南方极端冰雪灾害以后,国家对自然灾害越来越重视。2008年一月,我国南方地区发生了重大雪灾。这次雪灾持续时间长、影响范围广、危害程度深,为历史罕见。铁路、公路、港口、矿山、电力、水利水电等重工程都由于此次极端冰雪灾害而产生了一定危害。为了研究极端冰雪灾害对我国南方建筑地基稳定性的影响,本文分析了国内现行规范中稳定性分析方法,并结合冰雪条件下建筑地基的破坏特征提出极端冰雪条件下南方建筑地基稳定性的影响因子;运用室内试验研究、数值分析与理论计算的方法,得出在笔者模拟的极端冰雪条件下普通建筑地基、土质边坡地基与顺层岩质边坡地基的稳定性变化规律。本文的主要研究工作如下:①对国内现行规范中建筑地基稳定性稳定性分析方法进行总结归纳,结合极端冰雪灾害条件影响下建筑地基的破坏特征与原因分析,提出极端冰雪条件下地基稳定性的影响因子为地基土经历冻融循环的次数以及冻融对土体的影响深度。②模拟极端冰雪条件,选取南方地区典型红粘土进行常规土力学参数试验、水分迁移试验、直剪试验、无侧限抗压强度试验、固结试验,研究在重要影响因子作用下土体力学参数的变化规律。③利用数值分析软件FLAC3D建立模型,结合室内试验的结果对普通建筑地基与土质边坡地基稳定性进行分析,研究此二种建筑地基在极端冰雪灾害条件下稳定性变化规律。④引入冰胀力概念,对顺层岩质边坡建筑地基的倾覆稳定性与滑移稳定性表达式进行修正,通过理论计算分析,研究此种地基稳定性在不同的裂隙水深度、坡高、坡脚、滑面倾角与主滑面结合程度的条件下在冻胀力作用下的敏感性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 极端冰雪灾害背景
• 1.1.1 前言
• 1.1.2 2008 年南方地区极端冰雪灾害特征
• 1.1.3 极端冰雪灾害出现的原因
• 1.2 国外研究历史与现状
• 1.2.1 国内外关于土体冻融特性的研究
• 1.2.2 国内外关于建筑地基与边坡地基稳定性的研究
• 1.3 本文研究内容与技术路线
• 1.3.1 本文的研究内容
• 1.3.2 本文的技术路线
• 2 我国现行规范中冻土建筑地基分析方法及处理措施分析
• 2.1 我国现行规范中冻土建筑地基的分析方法规定分析
• 2.1.1 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中的相关规定
• 2.1.2 《冻土地区建筑地基基础设计规范》（JGJ118-98）中的相关规定
• 2.2 我国现行规范中冻土建筑地基的处理措施规定分析
• 2.2.1 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中的相关规定
• 2.2.2 《冻土地区建筑地基基础设计规范》（JGJ118-98）中的相关规定
• 2.3 极端冰雪灾害条件下建筑地基的破坏特征及影响因子
• 2.3.1 极端冰雪灾害条件下建筑地基的破坏特征
• 2.3.2 影响因子的提出
• 3 极端冰雪条件下典型红粘土力学性能试验研究
• 3.1 原状土常规试验
• 3.1.1 土样的制取
• 3.1.2 天然含水量试验
• 3.1.3 密度试验
• 3.1.4 土粒比重试验
• 3.1.5 界限含水量试验
• 3.2 极端冰雪条件下原状土含水量分布变化规律研究
• 3.2.1 温度梯度分布试验
• 3.2.2 含水量变化试验
• 3.3 极端冰雪条件下融土强度变化规律研究
• 3.3.1 原状土直剪试验
• 3.3.2 原状土无侧限抗压强度试验
• 3.4 极端冰雪条件下融土变形特性变化规律研究
• 3.5 本章小结
• 4 极端冰雪灾害条件下建筑地基稳定性分析
• 4.1 普通土质地基的稳定性分析方法修正
• 4.1.1 承载力计算公式修正
• 4.1.2 变形计算公式修正
• 4.1.3 数值计算算例
• 4.2 考虑极端冰雪条件土质边坡地基的稳定性分析
• 4.2.1 模型的建立与物理参数的确定
• 4.2.2 边坡受力与变形分析
• 4.3 顺层岩质边坡地基的稳定性分析方法修正
• 4.3.1 倾覆稳定性计算公式修正
• 4.3.2 冻胀力对倾覆稳定性系数的敏感性分析
• 4.3.3 滑移稳定性计算公式修正
• 4.3.4 冻胀力对滑移稳定性系数的敏感性分析
• 4.4 本章小结
• 4.4.1 普通土质地基稳定性分析总结
• 4.4.2 土质边坡地基稳定性分析总结
• 4.4.3 顺层岩质边坡地基稳定性分析总结
• 5 主要结论与研究展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目