黄土-泥岩接触面特性对边坡稳定性的影响

摘要

本论文研究黄土-泥岩接触面特性（湿度、厚度和倾角）对边坡稳定性的影响。通过室内原状土试验，获得了不同含水量下黄土及滑带土的抗剪强度变化规律，在此基础上，分析黄土-泥岩接触面滑坡的特征，考虑多次降雨对边坡湿度分布的影响，建立了湿度分层的边坡模型，利用Geostudio分析黄土-泥岩接触面的湿度、厚度及倾角变化对边坡稳定性的影响，并提出相应的防治措施。论文取得以下认识： （1）通过室内试验取得原状黄土及滑带土物性指标及抗剪强度指标，为后续数值模拟提供相关参数。试验研究得到了原状黄土增湿条件下强度变化规律，发现原状黄土抗剪强度随着含水量的增大以幂函数形式减小，并存在界限含水量，当土体中含水量低于界限含水量时，抗剪强度受含水量影响显著；当含水量高于界限含水量时，抗剪强度变化趋缓。研究滑带土性质发现，滑带土的粘聚力变化范围较小，而内摩擦角随着含水量增大逐渐减小。 （2）运用Geostudio有限元软件建立均质黄土边坡模型，分析多次降雨条件下均质边坡的湿度分层，以及边坡稳定性、孔隙水压力、体积含水量的特征，经分析得出：多次降雨主要影响的是坡顶不超过5m深度及坡面表层土体含水量的分布，较长时间后边坡有明显的湿度分层现象。对于均质黄土边坡，降雨强度越大，坡体含水量的影响区域越深，而坡体孔隙水压力变化会引起有效应力变化，并导致抗剪强度值变化。但均质黄土边坡模型并没有考虑因含水量变化引起的土层抗剪强度指标变化。因此，根据以上结果建立考虑黄土层湿度分布的边坡模型，可使下文黄土-泥岩边坡稳定性分析更符合实际。 （3）建立考虑黄土层湿度分层的黄土-泥岩接触面边坡模型，分析了接触面湿度、软弱层厚度及倾角对边坡稳定性的影响。计算分析发现，湿度变化对边坡稳定性有较大影响，但较之黄土层湿度发生变化，软弱层湿度变化对边坡稳定性影响最大；接触面软弱层厚度越大，边坡稳定性越低；接触面倾角不同的边坡，稳定性与边坡坡角关系密切。 （4）结合所得研究结果，提出几种黄土-泥岩边坡的有效整治措施，并以天水锻压机床厂滑坡为实例，将本文分析方法及防治措施予以应用。 本论文对黄土-泥岩接触面滑坡分析具有应用及实践指导意义，提出考虑湿度分层的建模方法，具体研究黄土-泥岩接触面特性，并提供滑坡工程防治措施。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 黄土-泥岩接触面滑坡成因机理

1.2.2 滑带土方面的研究

1.2.3 边坡稳定性分析与评价

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

第2章 黄土-泥岩接触面滑坡特征及影响因素

2.1 黄土-泥岩接触面滑坡特征

2.1.1 发育分布特征

2.1.2 自身滑动特征

2.1.3 破坏模式

2.2 黄土-泥岩接触面滑坡的影响因素

2.2.1 地貌条件

2.2.2 岩土体性质

2.2.3 水的作用

2.2.4 地震及人为因素

2.3 本章小结

第3章 湿度对黄土及滑带土强度的影响

3.1 原状黄土试验

3.1.1 液塑限试验

3.1.2 击实试验

3.1.3 粒度试验

3.1.4 原状黄土的微结构

3.1.5 增湿后原状黄土直剪试验

3.2 滑带土试验

3.2.1 滑带土的物理性质

3.2.2 增湿后滑带土的直剪试验

3.3 本章小结

第4章 多次降雨对黄土层内湿度分布及边坡稳定性的影响

4.1 边坡数值计算模型

4.1.1 边坡模型参数及材料特性

4.1.2 边坡模型边界条件

4.1.3 边坡入渗模型及基本原理

4.1.4 边坡入渗方案

4.2 多次降雨对黄土边坡的影响

4.2.1 降雨强度对黄土边坡稳定性影响及分析

4.2.2 降雨历时对黄土边坡稳定性影响及分析

4.3 根据含水量对黄土边坡模型改进

4.3.1 降雨对均质黄土边坡孔隙水压力及含水量分布影响

4.3.2 改进黄土边坡稳定性分析模型

4.4 本章小结

第5章 黄土-泥岩接触面特性对边坡稳定性影响

5.1 黄土-泥岩接触面边坡模型

5.2 接触面深度对边坡稳定性影响

5.3 接触面湿度对边坡稳定性影响

5.3.1 表层黄土湿度变化

5.3.2 软弱层湿度变化

5.3.3 地下水位季节性变化

5.4 接触面软弱层厚度对边坡稳定性影响

5.5 接触面倾角对边坡稳定性影响

5.6 本章小结

第6章 黄土-泥岩接触面滑坡防治及实例分析应用

6.1 防治措施

6.1.1 排水

6.1.2 支挡工程

6.2 滑坡实例应用

6.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参 考 文 献

致谢

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