铁长线公路边坡的失稳分析与数值模拟

摘要

本文在调查研究的基础上，结合了辽宁省铁长线公路边坡实例，分析了以边坡稳定为目的的静力条件，也研究了地下水的入渗对边坡的不利影响，文章对辽宁省内现存边坡的基本情况进行了统计研究，对其破坏原因做出合理的分析，并对其防护形式做出调查和归纳，为公路边坡的设计和施工提供了借鉴和指导。
　　 通过FLAC3D对实际边坡进行了数值模拟，分析了边坡在两个工况—无水状态和饱和渗流状态下的应力和变形规律，模拟结果显示，渗流作用对边坡内应力和变形变化有显著的影响。不考虑渗流时，边坡内产生的位移属于弹性位移，并且其位移值是合理的，此时说明边坡处于安全状态;在第二种工况即饱和渗流时，土体产生了相对的位移:水平方向上的位移与正常沉降时的方向一致，且有变大的趋势;在竖直方向上，边坡坡脚处的位移变化比较明显，分析来看，这是由于土体饱和使得孔隙水压力变大，在总应力变化不太明显的时候就会产生有效应力减小的状况发生，最后导致土体鼓胀。从切应变增量云图上可以看出，土体处于饱和状态时，由于坡脚处是地下水最容易积聚的地方，地下水积聚造成坡脚处土体强度降低，再受到水浮力的作用造成边坡内形成完整的塑形贯通区，引发边坡的失稳现象。从饱和渗流状态下的最大不平衡力图可以看出，边坡土体在饱和时是不稳定的，有发生失稳的可能。
　　 对比发现，饱和渗流情况下的边坡处于很不稳定的情况之下，需要及时进行排水处理，以免发生破坏失稳破坏。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的

1．1．3 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 本文研究内容及方法

第二章 辽宁省公路边坡现状调查分析

2．1 引言

2．2 边坡调查结果

2．2．1 边坡高度及坡度统计

2．2．2 边坡防护方式统计

2．2．3 边坡排水统计

2．3 边坡病害状况分析

2．3．1 崩塌

2．3．2 滑坡

2．3．3 剥落

2．3．4 表面冲刷

2．3．5 树木歪斜

2．4 边坡病害原因

2．4．1 工程地质因素

2．4．2 自然条件的影响

2．4．3 施工过程不规范

2．4．4 工程防护不完善

2．5 防护措施

2．5．1 增设挡土墙

2．5．2 设置柔性防护网

2．5．3 完善边坡的排水设施

2．5．4 多植被护坡

2．5．5 增设抗滑桩

2．5．6 引入新理念

2．6 结论

第三章 FLAC3D强度折减法简介

3．1 引言

3．2 FLAC3D程序简介

3．2．1 FLAC3D程序简介

3．2．2 FLAC理论原理

3．2．3 FLAC3D使用特征

3．2．4 FLAC3D内置的FISH语言

3．2．5 FLAC3D前后处理功能

3．2．6 FLAC3D求解步骤

3．3 边坡稳定性分析方法概述

3．4 强度折减法现状

3．4．1 强度折减法(SRM)原理

3．4．2 滑动面的确定

3．4．3 判据的讨论

3．4．4 选取本构模型

3．4．5 确定计算域

3．4．6 参数和计算精度

3．4．7 SRM的应用

3．5 强度折减法与传统方法的差别

3．5．1 安全系数的定义

3．5．2 滑动面的确定方法

第四章 铁长线公路边坡稳定分析

4．1 工程概况

4．1．1 引言

4．1．2 工程简介

4．1．3 工程地质特征

4．1．4 水文地质特征

4．2 渗流原理分析

4．2．1 达西定律

4．2．2 渗透系数

4．2．3 渗流连续方程

4．2．4 定解条件

4．2．5 边坡失稳破坏依据

4．3 静力分析原理

4．3．1 增量弹性定律

4．3．2 屈服函数

4．4 边坡数值分析模型

4．4．1 建立模型

4．4．2 定解条件

4．4．3 计算工况

4．5 模型结果分析

4．5．1 模型网格图

4．5．2 Z方向边坡位移

4．5．3 X方向边坡位移

4．5．4 边坡竖直应力

4．5．5 边坡内最大主应力

4．5．6 边坡切应变增量

4．5．7 最大不平衡力

4．6 加固措施

4．7 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简介

致谢