西南某红层机场试验段高填方边坡稳定性研究

摘要

在西南红层地带等地形复杂地区开展基础设施建设通常相当困难，具有可用地资源极为紧缺与缺少适合大规模工程建设的自然“开阔平地”的突出矛盾，这意味着在这类山地中进行开山填沟造地的人工高填方工程将成为解决建设用地的重要途径之一，高填方体的稳定性便成了影响工程安全稳定运营的关键。
　　本文以某机场南边界加筋土边坡为研究对象，通过对国内外加筋土边坡的研究现状及目前仍存在的问题等方面进行归纳总结，结合现场勘察、室内分析，掌握了研究区的地质背景及加筋土边坡失稳的影响因素，揭示了其变形破坏机制。在进行地质分析基础上，采用数值分析的方法，对影响加筋土边坡稳定性的因素进行分析，研究了降雨入渗条件下边坡渗流场特征及稳定性变化特征，然后以极限平衡法计算为研究手段，通过改变影响其稳定性的放坡坡比，对稳定性系数的变化进行优化分析，得到既保证安全又兼顾经济的加固方案。主要研究成果如下:
　　(1)加筋边坡的破坏发展过程可以归纳为:由于降雨导致边坡重度增大，填土抗剪强度降低，在坡内形成贯通的圆弧形滑面，滑动面绕过加筋土挡土墙的加筋带，从软化的坡脚剪出。初步判断加筋土边坡失稳模式为基底软弱层的剪切滑移破坏，而降雨入渗是边坡失稳的诱发因素。结合边坡变形破坏特征及稳定性影响因素的研究，该边坡发生了整体滑移破坏。
　　(2)经过反压等加固措施处理的边坡，结合变形迹象发展趋势及位移监测分析，判断现阶段边坡处于缓慢蠕滑阶段。导致边坡经过前期治理但仍然发生变形的主要诱因是强降雨。
　　(3)随着降雨持时的增加，雨水渗入到边坡内部，导致加筋土坡内地下水位线的抬高，地下水位线的上升引起渗流场的变化，渗流场特征又决定着坡体内基质吸力的分布，基质吸力的变化将会导致非饱和土抗剪强度的变化，从而影响着坡体的整体稳定性。
　　(4)随着降雨持续时间延续，出现边坡稳定性系数缓慢下降到最小值，降雨停止后开始逐渐回升的现象。
　　(5)天然工况坡比为1∶0.25条件下，边坡处于基本稳定状态，但安全储备较低。从安全和经济角度考虑，坡比1∶0.5较为合适。鉴于工程的复杂性，暴雨工况下需加强边坡排水，尤其是坡体内部积水应当及时排走，从而保障边坡的稳定。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 加筋土挡墙的研究状况

1．2．2 降雨对边坡稳定性影响的研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

第2章 区域及场区工程地质条件研究

2．1 区域工程地质条件研究

2．1．1 区域地形地貌

2．1．2 区域地层岩性

2．1．3 区域地质构造

2．1．4 区域水文地质条件

2．1．5 新构造运动及地震

2．2 场区工程地质条件研究

2．2．1 场区地形

2．2．2 场区地貌

2．2．3 场区地层岩性

2．2．4 场区地质构造

2．2．5 水文地质条件

第3章 试验段高填方加筋边坡变形破坏特征及影响因素研究

3．1 加筋土边坡变形破坏特征研究

3．1．1 加筋土边坡失稳坍塌破坏特征

3．1．2 加筋土边坡加固后变形特征研究

3．2 加筋土边坡变形破坏主要影响因素研究

3．3 边坡变形破坏机制分析

3．4 小结

第4章 降雨条件下试验段高填方加筋土边坡渗流特性及稳定性研究

4．1 引言

4．2 降雨条件下加筋土边坡的渗流特性研究

4．2．1 计算模型的建立

4．2．2 边界条件和初始条件的施加

4．2．4 计算参数的选取

4．2．5 渗流计算及结果分析

4．3 降雨条件下加筋土边坡的稳定性研究

4．3．1 降雨条件下边坡稳定性分析

4．3．2 不同降雨持时对边坡稳定性影响的动态分析

4．4 小结

第5章 试验段高填方加筋土边坡坡比优化方案研究

5．1 概述

5．2 原始坡七匕条件下加筋边坡稳定性分析

5．2．1 计算工况

5．2．2 计算参数

5．2．3 计算方法

5．2．4 计算结果及分析

5．3 不同坡比对加筋边坡稳定性的影响

5．3．1 稳定性计算

5．3．2 结果分析

5．4 建议措施

5．5 小结

第6章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果