岩溶地区路基土洞的稳定性分析

摘要

岩溶区路基础稳定性分析与评价是目前国内外岩溶区高速公路建设的重大技术难题之一。岩溶路基稳定性影响因素众多且相互关联，现有的岩溶路基稳定性分析基本上基本为定性或半定量方法，不能如实反映影响因素的全部，可靠性不高。因此从理论上寻求更合理的分析方法及其应用值得深入探讨。岩溶路基稳定性分析影响因素带有明显的模糊性，且在评价中难以获取所需的全部信息带有灰性，属于灰色模糊系统。通过综合应用灰色模糊多属性和层次分析法等系统理论方法，研究岩溶路基稳定性分析模型及其评价方法。
　　本文首先在前人研究的基础上，比较系统和全面地分析了土层塌陷的形成条件、发育规律及作用机理，并归纳出岩溶路基稳定性的影响因素包括岩性特征、构造发育、洞体发育、地下水作用和重力与人工加载等五个方面的因素，为路基岩溶路基稳定性分析提供了基础依据。
　　其次通过总结现有的岩溶路基稳定性评判模型和方法，结合灰色模糊多属性和层次分析法，提出了灰色模糊多层次多属性决策的概念及方法，进一步建立出岩溶区路基稳定性的模糊多层次多属性决策模型，并解决了灰色模糊属性集、灰色模糊权集、灰色模糊决策技术和灰色模糊集排序等关键问题，从而形成了较完整的岩溶区路基稳定性的模糊多层次多属性决策方法。
　　最后以娄新高速公路为例，建立了该区土层塌陷灰色模糊多属性多层次评判模型，对该区的岩溶路基稳定性情况进行评价，并对其适用性进行验证。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 土层塌陷对城市地区的影响

1．1．2 土层塌陷对道路交通的影响

1．2 国内外发展及研究现状

1．2．1 土层塌陷机理

1．2．2 岩溶区土洞形成和发育的力学机制

1．2．3 土洞稳定性常用分析方法

1．3 主要研究内容

2 土层塌陷形成机理及分类

2．1 概述

2．2 土层塌陷的形成条件

2．2．1 空间条件

2．2．2 物质条件

2．2．3 水动力条件

2．3 岩溶区土洞的形成和发育机理

2．3．1 岩溶区土洞的形成

2．3．2 岩溶区土洞的发育机理

2．4 本章小结

3 土洞稳定性分析的力学分析法

3．1 土洞的稳定性影响因素分析

3．1．1 地下水位波动改变土体的性状

3．1．2 渗透潜蚀影响

3．1．3 真空负压吸蚀影响

3．1．4 地下水位波动的崩解作用

3．1．5 承压水位上升的水、气正压力顶托和冲爆作用

3．1．6 水击作用

3．1．7 地表水入渗

3．2 土洞的稳定性分析

3．2．1 土洞扩张阶段

3．2．2 土层塌陷阶段

3．3 工程实例验证

3．3．1 验证评价原则

3．3．2 土洞的稳定性分析

3．4 本章小节

4 岩溶区路基稳定性分析

4．1 评价因素的确定

4．1．1 覆盖层特征

4．1．2 基岩特征

4．1．3 构造条件

4．1．4 地下水活动

4．1．5 人为条件

4．2 模糊数学基础

4．2．1 模糊集合的介绍

4．2．2 模糊多属性决策的权重确定

4．2．3 模糊多属性与层次分析法相结合决策的方法

4．3 模糊多属性理论在岩溶路基稳定性评价中的应用

4．4 工程实例

4．4．1 工程概况介绍

4．4．2 土层塌陷稳定性评价

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果目录

致谢