考虑卸载作用的膨胀土边坡稳定分析

摘要

膨胀土是一种高塑性黏土，由于其具有特殊的胀缩性，可能给工程建设带来严重的问题，如滑坡、地基不均匀沉降等。在进行膨胀土边坡的研究中，因削坡或边坡开挖所引起的边坡失稳是膨胀土边坡研究中一个很少被提及的研究课题。论文通过理论分析，认为膨胀土边坡开挖时的围压卸载效应是膨胀土边坡失稳的一个重要诱因。为此，论文选取合肥地区典型的原状膨胀土，进行了其在加载和卸载情况下的力学特性研究，得到了膨胀土在常规三轴剪切和围压卸载情况下试验参数并进行了对比。结果证明：较常规应力路径试验，膨胀土在围压卸载状态土体强度较低，分析认为该结果是因为卸载过程中膨胀土释放了部分膨胀应力所致。基于试验结果，借用工程软件对边坡稳定进行了研究，结果表明：围压卸载作用造成的土体强度衰减，进而降低了膨胀土边坡稳定，再考虑到表层土体的裂隙发育，按照常规三轴所得参数进行膨胀土边坡稳定分析时其结果将偏于危险。最后，论文定性地讨论了膨胀土边坡加固中的一些问题。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内与国外研究现状

1.2.1 膨胀土本构关系研究现状

1.2.2 边坡稳定分析的理论基础

1.2.3 膨胀土边坡稳定研究现状

1.3 本文研究的技术路线及主要内容

第二章 卸载作用试验方案的选定

2.1 引言

2.2 试验目的及仪器

2.2.1 试验目的

2.2.2 关于土体试样饱和性的探讨

2.2.3 直剪试验仪

2.2.4 静态三轴试验仪

2.3 膨胀土卸载作用试验设计

2.4 直剪试验与三轴试验的对比意义

第三章 侧向卸载作用下膨胀土参数的研究

3.1 引言

3.2 几种土的本构模型简介

3.2.1 摩尔-库伦强度准则简介

3.2.2 剑桥模型简介

3.2.3 修正剑桥模型简介

3.3 现场勘测结果及土样的基本物理指标

3.4 试验结果及其处理

3.4.1 基本性质试验

3.4.2 固结试验结果及处理

3.4.3 常规应力路径三轴试验结果

3.4.4 直剪试验处理

3.4.5 围压卸载三轴试验设备及处理方法

3.4.6 卸载三轴试验结果

3.5 试验结果对比

3.6 本章小结

第四章 边坡稳定计算

4.1 FLAC与MIDAS-GTS简介

4.2 膨胀土边坡的气候影响层

4.3 摩尔库伦强度准则下的FLAC边坡稳定分析

4.4 修正剑桥模型下的Madis边坡稳定分析验算

4.5 关于膨胀土边坡加固的探讨

4.6 本章小结

第五章 结语与展望

5.1 结语

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文