膨胀土渠坡稳定分析

论文摘要

膨胀土一直都是岩土界中比较棘手的问题,遇水膨胀、失水收缩,由于对膨胀土的研究还不是很深入,因此给工程带来巨大的安全隐患。每年全世界因为膨胀土问题造成的经济损失惨重,所以膨胀土的研究也是世界范围内考虑的问题。我国是膨胀土分布比较广泛的国家之一,大量的膨胀土分布增添了工程修建的难度,在施工的过程中要考虑膨胀土带来的影响,采取合理的措施。南水北调中线工程从湖北丹江口水库横跨至北京、天津,途经大量的膨胀土区域,考虑到膨胀土的危害严重性,所以在南水北调施工过程中要着重考虑,避免产生滑坡,保持渠道边坡的稳定。渠道边坡稳定分析的方法很多,可以分为定性分析和定量分析两种。我们主要考虑定量分析方法,运用极限平衡理论分析边坡的稳定性。常用的分析方法包括瑞典圆弧法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern法、Bishop法、GLE法等。本课题是在GEO-studio软件的SLOPE/W模块的平台上分析,主要考虑膨胀土边坡在干燥状态下和边坡换填后有降雨的情况下的边坡稳定问题。GEO-studio软件是分析边坡稳定时常用的软件。通过软件模拟,可以看出膨胀土边坡在干燥状态时边坡的稳定性较好。边坡在干燥的环境下膨胀土一般处于非饱和状态,此时的基质吸力存在,能够提供一部分抗剪强度,从而加大了膨胀土的强度,增加了稳定性。但是在降雨的情况下,膨胀土的土体容易受雨水的入侵而使土体抗剪强度减小,基质吸力消失,产生孔隙水压力。经过软件的模拟可以看出膨胀土边坡换填后经降雨影响,边坡的稳定系数比较高,这也能说明换填也是防止边坡失稳的重要措施。本文以SLOPE/W模块为平台,运用了多种方法进行分析,分析的结果相差不大,对结论造不成影响。为了验证GEO-studio软件计算的准确性,本文又采用河海大学研发的HH-slope软件进行验证,两个软件的理论基础相同,根据两个软件对两种工况进行模拟,模拟的结果相差甚微,说明了两种软件的计算都比较准确,都可以作为边坡稳定分析过程中的分析工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 膨胀土的基本特性
• 2.1 膨胀土的结构
• 2.1.1 宏观结构特征
• 2.1.2 微观结构特征
• 2.2 膨胀土颗粒组成
• 2.3 膨胀土的工程性质
• 2.3.1 膨胀土的胀缩性
• 2.3.2 膨胀土的渗透性和崩解性
• 2.3.3 膨胀土的压缩和固结
• 2.3.4 膨胀土的强度特性
• 2.4 膨胀土的判别和分类
• 2.4.1 膨胀土的判别原则
• 2.4.2 膨胀土分类依据及特征分析
• 2.4.3 膨胀土分类的意义
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于GEO-studio膨胀土边坡的稳定分析
• 3.1 GEO-studio软件介绍
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 SLOPE/W软件介绍
• 3.2 膨胀土边坡稳定分析方法
• 3.2.1 膨胀土边坡失稳的成因和机理
• 3.2.2 膨胀土边坡失稳的特征
• 3.2.3 膨胀土边坡失稳的分析方法
• 3.3 邯郸漳古段膨胀土边坡稳定分析
• 3.3.1 SLOPE/W应用的原理
• 3.3.2 工程的概况
• 3.3.3 模型的建立
• 3.3.4 计算的结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于HH-slope的膨胀土边坡稳定分析
• 4.1 HH-slope软件介绍
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 HH-slope软件应用原理
• 4.2 模型的建立
• 4.3 结果分析
• 4.4 本章小结
• 结论和展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文