黄土路堑边坡设计技术研究

论文摘要

在黄土中、低山区修建铁路与高等级公路,受地形、限制坡度、曲线半径等因素控制,不可避免的出现高填、深挖的路基形式,其中尤以路堑高边坡问题最为突出,黄土路堑边坡的稳定性分析和加固方案的选择是黄土山区铁路路基面临的首要问题。本文对黄土的工程特性、边坡破坏形式与模式做了较为细致的论述,总结了目前边坡稳定分析的方法和加固防护技术。常用的边坡稳定分析方法主要有:极限平衡法、有限元法等。由于当前普遍采用的极限平衡法分析黄土边坡稳定时,不能充分考虑黄土垂直节理、裂隙发育等特性和土体内部的应力应变关系,无法反映边坡变形破坏的实际情况。故而本文利用ABAQUS有限元计算软件自带的节理裂隙模型,对边坡的稳定性进行分析,使分析过程更加合理、分析结果更加直观。在边坡加固技术中,结合工程实践对预应力锚索桩板墙等结构加固黄土边坡的技术进行了有益的探索,指出预应力锚索桩板墙、预应力锚索框架等新型边坡加固技术在黄土边坡中有很大的适用空间,为黄土地区深路堑边坡的设计提供了一定的理论依据。本文以在建铁路为依托,深入调查铁路沿线黄土自然边坡和人工边坡的稳定情况,大量收集了铁路沿线黄土的物理力学指标,利用当前铁路工程中常用的计算方法和有限元法对复杂黄土边坡加固方案进行分析比较,提出了适用于黄土路堑边坡的合理的设计方案。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 边坡分析评价与计算方法
• 1.2.2 黄土路堑边坡设计
• 1.2.3 边坡工程措施
• 1.3 本课题的研究内容
• 第二章 太中银铁路沿线自然概况及黄土工程特性
• 2.1 太中银铁路沿线的自然地理概况
• 2.1.1 气象特征
• 2.1.2 设计地震特征
• 2.2 太中银铁路沿线地质概况
• 2.2.1 地形地貌特征
• 2.2.2 地层岩性
• 2.2.3 太中银沿线黄土的分区及工程特性
• 2.3 太中银铁路沿线黄土高边坡的破坏形式及模式
• 2.3.1 黄土高边坡的变形破坏形式
• 2.3.2 黄土高边坡变形破坏模式
• 第三章 黄土边坡稳定性分析方法
• 3.1 极限平衡法
• 3.1.1 瑞典法
• 3.1.2 简化Bishop 法
• 3.1.3 简化Janbu 法
• 3.1.4 裂隙法
• 3.2 有限元分析法
• 3.2.1 有限元法的发展概况
• 3.2.2 有限元法的基本原理和基本步骤
• 第四章 黄土路堑边坡加固与防护技术研究
• 4.1 铁路桩板式挡土墙计算
• 4.2 ABAQUS 有限元程序介绍
• 4.2.1 ABAQUS 程序概述
• 4.2.2 ABAQUS 中的本构模型
• 4.2.3 ABAQUS 中节理材料模型
• 4.3 基于ABAQUS 有限元程序的黄土路堑边坡的数值模拟
• 4.3.1 黄土路堑边坡数值模拟模型
• 4.3.2 计算结果分析
• 4.4 太中银铁路复杂黄土路堑边坡设计
• 4.4.1 预应力锚索框架
• 4.4.2 锚杆框架
• 4.4.3 预应力锚索桩板墙
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 下一步工作建议
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢