多级黄土高边坡开挖过程中的稳定性及抗震性分析研究

摘要

研究典型边坡工程在施工开挖阶段的坡体稳定性，有助于保护施工人员财产安全、优化施工方法等，同时对类似工程提供有效的参考作用。本文依托甘肃兰州某多级黄土高边坡工程，对开挖工程中的边坡进行了现场变形监测，建立相应的边坡数值模型，分析了边坡开挖过程中稳定性及抗震性。主要工作有理论分析，现场监测变形和数值模拟对比分析等，最后得出了相关结论。
　　(1)对所依托的多级黄土高边坡工程的开挖过程进行了一年多的现场变形监测，收集并整理数据。重点分析了各级测点的水平指向坡外方向和竖直方向变形情况，得出了开挖过程中各级测点的变形趋势和相关关系，以及每步开挖对边坡稳定性影响及。
　　(2)利用有限元软件MIDAS/GTS建立了不支护和支护两种条件下开挖的数值模型，主要计算分析了开挖过程中两种工况的剪切应变、水平变形、竖直变形变化情况，同时对比分析了两种工况下边坡开挖过程中的稳定性，比较发现支护措施的采用有效提高了边坡的稳定性，相关结论对实际工程中的开挖施工有较好的参考作用。
　　(3)从开挖过程中的水平指向坡外和竖直方向变形变化两方面，对比分析第四章数值模拟所得相关结论和现场变形监测数据分析结果，发现模拟计算中各级测点在其水平指向坡外方向和竖直方向的变化规律及变形关系和现有的现场监测数据分析结构基本呈现出了一致性。
　　(4)利用MIDAS/GTS软件对边坡开挖过程中的3个典型阶段建立了抗震模型，考虑不支护和及时支护两种条件，计算分析了地震作用下各工况的相应变形情况，重点分析坡体的边坡变形特性、危险区域分布形态等，交叉对比了地震作用下支护开挖和不支护开挖时边坡的稳定性，所得结论对地震频发地区类似工程提供有效的参考。
　　(5)对比第五章中地震荷载条件下和第四章中无地震作用下的开挖分析结果，得出地震作用前后支护措施对边坡的整体抗震性的影响，受震后边坡的变形及失稳情形。最后对地震频发区域类似工程的施工提出了一些建议，相关结论有助于了解工程建设中的安全程度。
　　以上结论可为类似工程设计和施工提供参考和技术支持。