基于FLAC3D的阳沟新村南侧边坡稳定性分析及治理措施研究

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随着国民经济的飞速发展,大量的工程项目不可避免的遇到边坡的稳定性问题。不同的边坡结构,其变形破坏模式不同,所采取的防治措施也不同。有必要对边坡稳定性评价进行系统的研究,满足工程建设及保障人民生命财产安全的需求。论文通过对已有资料的总结分析,介绍了边坡本构关系和屈服准则,对边坡稳定性评价方法进行总结,根据降雨和地震影响下边坡稳定性的研究现状以及尚未解决的问题,本文以黄陵县阳沟新村改造项目边坡为例,利用FLAC3D数值模拟软件进行三维建模,通过计算结果分析降雨和地震对黄土边坡稳定性的影响及其破坏机理。本文主要研究内容包括以下几方面:(1)用FLAC3D强度折减法计算在天然状态下的边坡安全系数,通过分析天然状态和临界状态下边坡的应力场、位移场及塑性区云图的分布规律,得出在天然状态下最大主应力分布在边坡底部。由于台阶上的土体朝着临空面,发生了往外的倾倒变形,在台阶处出现拉应力。越远离剖面,边坡的主应力矢量的长轴与水平方向的夹角越接近90。,越靠近坡面,其长轴越与坡面平行;边坡内部的位移矢量越靠近坡面,其方向越指向临空面,越远离坡面,位移矢量的方向越朝下。(2)利用F LAC3D数值计算模型,分析在不同降雨强度(1Omm/d、25mm/d、50mm/d、 100mm/d)连续两天降雨影响下边坡的孔隙压力、位移场、塑性区分布规律。随着降雨强度的增大,边坡的孔隙水压力出现显著增加,降低了边坡土体的有效应力,增大边坡失稳的风险;(3)利用FLAC3D数值计算模型,采用时程分析法,通过在边坡表面布置监测点分析不同地震加速度(0.1g、0.2g、0.3g)下的监测点位移时程曲线以及塑性区分布规律可知:边坡表面的凸起越明显的地方,地震的影响越大;从位移时程曲线来看,所有随着地震作用的持续影响,监测点的位移大小表现为位置越高,位移越大;地震波传播到边坡表面时,地震加速度有放大效应;(4)通过对边坡施加合理的支护方案,在三种工况(天然、降雨、地震)下边坡的安全系数显著提高。
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
第一章 绪论第10-20页
    1.1 选题背景和意义第10-12页
    1.2 考虑降雨及地震的边坡稳定性研究现状第12-14页
    1.3 边坡治理技术的发展第14-16页
    1.4 研究中存在的主要问题第16页
    1.5 论文研究的主要内容第16-17页
    1.6 技术路线及完成工作量第17-20页
        1.6.1 技术路线图第17-18页
        1.6.2 勘察方法及完成工作量第18-20页
第二章 边坡稳定性的分析方法第20-31页
    2.1 定性分析方法第20-21页
        2.1.1 自然历史分析方法第20页
        2.1.2 工程类比法第20页
        2.1.3 图解法第20-21页
        2.1.4 边坡稳定性分析专家系统法第21页
    2.2 定量分析法第21-24页
        2.2.1 极限平衡法第21-23页
        2.2.2 数值分析法第23-24页
    2.3 FLAC3D简介第24-31页
        2.3.1 FLAC3D理论背景与数学理论基础第24-29页
        2.3.2 FLAC3D的工程应用实例第29-31页
第三章 研究区地质概况第31-48页
    3.1 地理位置第31-32页
    3.2 气候第32-33页
    3.3 水文地质条件第33-34页
    3.4 地层分布概况第34-35页
    3.5 地质构造第35-36页
    3.6 场地工程地质条件第36-48页
        3.6.1 地形地貌及交通位置第36-37页
        3.6.2 地层第37-45页
        3.6.3 地下水第45页
        3.6.4 斜坡岩土的物理力学性质指标第45-48页
第四章 黄土边坡的稳定性分析第48-72页
    4.1 引言第48页
    4.2 计算模型与工况第48-50页
        4.2.1 边坡三维网格模型第48-49页
        4.2.2 计算参数的取值第49页
        4.2.3 边界条件的设置第49-50页
        4.2.4 计算工况与内容第50页
    4.3 天然工况下的稳定性第50-54页
    4.4 降雨工况下的稳定性第54-62页
    4.5 地震工况下的稳定性第62-71页
    4.6 本章小结第71-72页
第五章 黄土边坡的治理措施研究第72-85页
    5.1 引言第72页
    5.2 计算模型与工况第72-74页
        5.2.1 边坡治理后的网格模型第72页
        5.2.2 计算参数的取值第72-73页
        5.2.3 边界条件的设置第73页
        5.2.4 计算工况与内容第73-74页
    5.3 天然工况下的稳定性第74-77页
    5.4 降雨工况下的稳定性第77-79页
    5.5 地震工况下的稳定性第79-84页
    5.6 本章小结第84-85页
第六章 结论与展望第85-88页
    结论第85-87页
    展望第87-88页
致谢第88-89页
参考文献第89-92页
附录(攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研活动)第92页
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