宝鸡峡引水工程黄土高边坡稳定分析研究

摘要

宝鸡峡灌区是全国十大引水灌区之一，也是关中平原晟大的灌区，被称为陕西省“第一大粮仓”，对陕西省国民经济的发展和社会进步起到了举足轻重的作用。由于宝鸡峡引水工程总干渠所通过的98km黄土塬边高边坡对其安全运行起着至关重要的作用，因之，研究其稳定性不仅可以为此段高边坡的治理提供依据，同时由于其典型性，也可为其它黄土高边坡工程提供参考。本文首先对国内外边坡稳定分析方法进行了系统的总结和分析，以宝鸡峡引水工程所通过的98km黄土塬边高边坡工程为例，通过相关资料的搜集、整理和分析以及实地调研，查明了宝鸡峡高边坡的破坏形式、目前存在的安全隐患以及采取的治理措施，并以搜集到的资料和调研成果为基础，运用灰色关联分析和正交实验分析等方法，对宝鸡峡黄土高边坡稳定性计算中的参数对安全系数的影响进行了研究：对宝鸡峡南社头段和魏家堡段高边坡进行了稳定验算和坡型设计及稳定校核；对降雨入渗对边坡稳定性的影响进行了初步探讨。主要研究成果为： (1)通过资料分析和实地调研，初步查明了宝鸡峡引水工程黄土高边坡的破坏形式以及影响边坡稳定的各种因素。分析了边坡破坏的原因，提出了防治边坡失稳破坏的对策； (2)采用灰色关联度法分析黄土高边坡稳定性影响因素，结果表明：土体的内摩擦角和粘聚力对边坡安全系数影响最大；采用正交实验分析表明，除土体的内摩擦角、粘聚力和坡高外，地震作用对黄土高边坡安全系数的影响也较大； (3)总结前人黄土高边坡设计经验，结合宝鸡峡高边坡设计资料和实地调研，分别对现在处于稳定状态的南社头段和曾经发生失稳的魏家堡段高边坡在不同工况下作了稳定验算，验算结果表明：南社头段在坡体含水率增大的情况下存在失稳的可能，魏家堡段失稳边坡计算结果与实际较为吻合。其后，为两段边坡设计了较为合理的坡型，并在不同工况下作了稳定校核； (4)通过对降雨资料的分析，发现降雨与宝鸡峡高边坡稳定性的关系非常密切，初步探讨了降雨在坡体中的不同入渗深度与边坡安全系数的关系以及坡体不同含水率与边坡安全系数的关系，提出了边坡最危险入渗深度；分析了降雨对边坡稳定性的影响，建议在降雨资料充分的基础上，通过雨情预报，结合具体边坡的最危险入渗深度预测边坡的稳定状况；在边坡坡型设计或稳定性验算时，结合降雨资料，选择合理的工况进行稳定计算。

目录

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第一章绪论

1.1边坡稳定分析方法研究现状

1.1.1定性分析方法

1.1.2定量分析方法

1.1.3小结

1.2问题的提出

1.3研究内容

1.4研究方法

第二章宝鸡峡黄土高边坡工程概况

2.1 98 km塬边的工程地质条件

2.2 98 km塬边的工程水文条件

2.3 98 km塬边高边坡现状

2.4边坡变形破坏的原因分析

第三章宝鸡峡黄土高边坡稳定分析方法

3.1四种极限平衡分析方法评析

3.1.1瑞典圆弧滑动法

3.1.2毕肖普法

3.1.3简化简布法

3.1.4 Morgenstern-Price法

3.1.5小结

3.2宝鸡峡黄土高边坡稳定分析方法

3.2.1计算方法的选取

3.2.2 STAB计算软件

3.2.3最危险滑裂面的搜索方法

3.2.4安全系数的选取

3.2.5强度指标的选取

第四章宝鸡峡黄土高边坡稳定性影响因素分析

4.1灰色关联分析

4.1.1灰色关联分析的原理

4.1.2灰色关联分析的方法

4.1.3宝鸡峡黄土高边坡灰色关联模型的建立及分析

4.2正交实验分析

4.2.1正交实验的原理和方法

4.2.2正交实验分析与讨论

4.3计算参数对安全系数的影响

4.3.1重度的影响

4.3.2粘聚力的影响

4.3.3内摩擦角的影响

4.3.4平均坡比的影响

4.3.5坡高的影响

4.4小结

第五章宝鸡峡黄土高边坡坡型设计

5.1边坡设计概述

5.2南社头段边坡稳定分析

5.2.1南社头段边坡概况

5.2.2南社头段原边坡稳定验算

5.2.3南社头段坡型设计

5.3魏家堡段边坡稳定分析

5.3.1魏家堡段边坡概况

5.3.2魏家堡段原边坡稳定验算

5.3.3魏家堡段边坡失稳原因及形成机理

5.3.4魏家堡段坡型设计

5.4宝鸡峡高边坡防护设计

5.5小结

第六章降雨入渗对黄土高边坡稳定性的影响

6.1降雨入渗对边坡稳定性影响的研究进展

6.2降雨对宝鸡峡高边坡稳定性的影响

6.3宝鸡峡高边坡降雨入渗计算模型的建立与分析

6.3.1不同入渗深度对边坡安全系数的影响

6.3.2不同含水率对边坡安全系数的影响

6.3.4降雨入渗对边坡稳定性的影响分析

6.4小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录

致谢

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