强夯黄土填方边坡的室内模型试验及数值模拟研究

摘要

随着城镇化建设的逐步推进和发展，城市建设用地将愈发紧张。为避免与良田争地，许多城市提出了“工业出城、项目上山”的发展战略，甚至有些地区还上马了规模更大的上山造城项目。将建设向山区发展，削山填沟便不可避免，同时将会遇到越来越多的填方边坡问题。因此，对于形成黄土填方边坡的有效施工方法的研究亟待开展。
　　本文针对当前建筑用地日益紧张的现状，对山区造地中的所常用的强夯法形成填方边坡这一课题进行了室内模型试验及数值模拟研究。
　　首先从动力密实理论、动力固结理论和地震波理论三个角度总结了强夯法加固地基机理，并对强夯法加固非饱和黄土进行了宏微观分析，在此基础上，结合工程实践中强夯法形成填方边坡所采用的“分层填筑、分层强夯”的施工工艺对强夯形成填方边坡进行了加固机理分析，认为强夯法形成填方边坡的具有可靠的稳定性。
　　其次，对强夯形成黄土填方边坡进行室内模型试验研究。通过对强夯填筑分层的分组强夯试验，得出了点夯后夯点与夯间下填筑分层土体的物理力学性质变化规律及强夯能级与锤重落距组合的变化对填筑分层土体的影响，并研究了点夯与点夯加满夯等夯击方式对填筑分层土体均匀性的影响。
　　最后，利用有限元软件对某电厂强夯填方边坡工程进行了边坡稳定分析，并在此基础上改变边坡的坡高、坡率及坡面形式后研究边坡安全系数及坡体内最大剪应变区域的变化，得到了“在保持边坡的填筑高度不变的条件下，坡体内临界滑动面位置随着坡率的增大而越靠近坡面，同时滑出点位置也越靠近坡脚，应该对坡脚着重进行加固；在保持坡率不变的条件下增加边坡高度，边坡的安全系数减小的趋势大致成线性，且划分台阶能够提高边坡的稳定性，但对最大剪应变位置的影响不大”等规律。

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1 绪论

1.1强夯法综述

1.2黄土填方边坡概述

1.3本文的研究意义及主要研究内容

2 强夯形成黄土填方边坡的机理分析

2.1强夯加固地基机理

2.2强夯加固黄土的宏微观分析

2.3强夯形成填方边坡的稳定性机理分析

2.4本章小结

3 强夯形成黄土填方边坡的室内试验研究

3.1模型试验概述

3.2试验的目的和内容

3.3试验原理

3.4试验准备

3.5试验步骤

3.6试验结果与分析

3.7本章小结

4 夯填边坡稳定性的数值模拟分析

4.1边坡稳定性分析概述

4.3有限元数值模拟

4.4改变坡高坡率后对边坡稳定性的影响

4.5变坡面形式对边坡稳定性的影响

4.6本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文及所取得的研究成果

致谢