类软土滑坡工程特性及钢管压力注浆型抗滑挡墙的理论研究

摘要

本文以北京—珠海高速公路粤境南段K108类软土滑坡为例，通过现场试验、室内试验、现场监测、理论研究及数值模拟等方法，对类软土的工程特性进行了较为系统地研究，并对与类软土滑坡相适应的新的支挡结构——钢管压力注浆型抗滑挡墙从设计计算理论、施工工艺等方面进行了研究。　　本文系统地总结了类软土滑坡典型的工程特性，通过室内试验，研究了类软土的物理力学性质，给出了各项指标的典型值；得出了确定类软土的指标界限值，，研究了类软土的触变性，得出其触变试验曲线，研究了类软土的蠕变特性，应用化学热力学理论，对类软土的成因及成土化作用进行了分析。讨论了类软土中黏土矿物的形成与演化；提出了类软土的成因模式。　　本文介绍了有限元强度折减法技术的原理，定义了边坡的破坏标准及土体的本构关系、屈服准则；应用有限元强度折减技术对K108类软土路堑边坡进行了模拟。　　本文对新型滑坡支挡结构——钢管压力注浆型抗滑挡墙进行了力学分析，并提出了其设计方法。定义了钢管压力注浆型抗滑挡墙，并对其作用和优点进行了阐述；以京珠高速K108类软土滑坡为例，提出钢管压力注浆型抗滑挡墙的完整的施工工艺，绘制出了钢管压力注浆型抗滑挡墙施工工艺流程图。

目录

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第1章绪论

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究思路、研究内容及技术路线

第2章K108类软土滑坡工程特征

2.1滑坡的工程地质条件

2.1.1地形地貌

2.1.2地层岩性

2.1.3断层

2.1.4水文地质特征

2.2滑坡变形过程

2.3滑动带的确定

2.4滑床形状的确定

2.5滑坡推力计算

2.6 K108滑坡主要整治工程

2.6.1截排水隧洞作用

2.6.2钢管压力注浆型抗滑挡墙

2.7小结

第3章类软土的工程性质

3.1土的分类

3.2一般软土的定义及其工程性质

3.2.1软土的基本工程特性

3.2.2软土的物理力学指标

3.3类软土的定义

3.4类软土物质组成

3.4.1类软土的粒度成分

3.4.2类软土的矿物成分和化学成分

3.5类软土的微观结构

3.5.1土中颗粒种类及其特征

3.5.2类软土的微观结构

3.5.3微观结构对工程性质的影响

3.6类软土的基本物理力学指标

3.7类软土的其它物理力学性质

3.7.1类软土的膨胀性

3.7.2类软土的触变性

3.7.3类软土的流变性

3.8小结

第4章类软土单轴剪切蠕变试验研究

4.1线性粘弹性Burgers体的本构方程

4.1.1微分状态方程

4.1.2 Bu体蠕变方程

4.1.3蠕变常数的确定

4.2试验方法及条件

4.2.1单剪蠕变试验资料整理

4.2.2类软土蠕变模型的选择及流变力学参数的确定

4.3类软土长期强度的确定

4.4小结

第5章类软土风化成因分析

5.1类软土成因概况

5.2类软土风化成因分析

5.2.1风化作用

5.2.2微团粒化作用

5.2.3成土化作用

5.2.4粘土矿物成因及演化

5.3小结

第6章类软土边坡稳定性研究

6.1计算原理

6.1.1土体的本构模型

6.1.2破坏标准的定义

6.1.3弹塑性有限元计算要点

6.1.4开挖荷载的数值处理

6.2 K108类软土边坡稳定性分析

6.2.1类软土路堑边坡稳定性分析

6.2.2类软土路堑边坡开挖模拟

6.3小结

第7章钢管压力注浆型抗滑挡墙的设计计算

7.1钢管压力注浆型抗滑挡墙的定义

7.2有限元计算微型桩的力学模型

7.2.1桩的离散化

7.2.2单元分析

7.2.3算例

7.2.4微型桩桩排间力的分配

7.2.5微型桩的设计

7.3钢管压力注浆型抗滑挡墙的设计计算

7.3.1抗滑挡墙的内力计算

7.3.2抗滑挡墙强度验算

7.3.3抗滑挡墙稳定性验算

7.3.4钢管压力注浆型抗滑挡墙的设计方法

7.4小结

第8章钢管压力注浆型抗滑挡墙施工工艺

8.1钢花管压力注浆桩设计参数

8.2钢花管注浆施工工艺

8.2.1注浆参数

8.2.2钢花管注浆工艺流程

8.2.3钢花管加工

8.2.4钻机钻孔

8.2.5钢花管入孔

8.2.6注浆

8.2.7注浆特点

8.3小结

第9章钢管压力注浆型抗滑挡墙加固效果检验

9.1注浆加固效果检验

9.1.1现场开挖验证

9.1.2取样室内试验分析

9.1.3动力触探试验对比分析

9.1.4注水试验结果对比分析

9.1.5 PS波速测试结果对比分析

9.1.6旁压试验结果对比分析

9.2测斜孔位移监测

9.3小结

结论

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及科研成果