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《成都理工大学》 2015年
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黄土高填方边坡变形及监测研究

魏恺泓  
【摘要】:随着我国经济和城市化建设的发展,黄土地区工程建设项目进入迅速发展阶段,黄土高填方工程成为不可获取的部分。因此黄土填方边坡的稳定性是当今岩土工程界重点研究课题,一旦失稳会给工程建设及人民财产安全带来灾难性的后果。本文以河南灵宝五龙社区项目为背景,结合前期勘察资料,掌握研究区地质概况与基本特征;根据现场调查及室内试验,掌握填方区工程地质条件,建立填方加载边坡地质结构模型;通过理论力学分析抗滑桩、桩间桩板墙变形机制,并现场监测支护结构的变形过程;最后结合数学理论,预测支护结构变形发展趋势。通过上述工作,主要研究成果如下:(1)将现场试验与室内试验相结合,测得填料重塑(Q_3~(eol))马兰黄土的含水率、压实度,其压实度低于规范标准,通过对比分析,较低的含水率与压实度,降低填方边坡稳定性,并且造成较大的工后沉降,根据分层总和法预测出填筑体工后沉降值。(2)根据实测剖面,计算出两种支护力(即土压力、剩余下滑力),结合内力分析研究出不同外力下支护结构变形机制,基于弯矩、建剪力计算结果和现场实际变形状况,得出导致支护结构变形的作用力为墙后土压力;结合桩板墙变形史,建立裂缝发展演化与土体填方加载高度的“概化模型”。(3)基于填方边坡变形现象,采用IBIS-L系统实时监测其变形过程,该系统集合了步进频率连续波技术(SF-CW)、合成孔径雷达技术(SAR)和差分干涉测量技术,与传统监测技术相比具有高精度、自动化、监测范围广等优点。(4)经过第一阶段近半个月的监测数据对比分析,监测数据与现场调查变形趋势相吻合;生成的位移云图反应出填方边坡支护结构表现出明显的“区域特性”;在此基础上,选取10个具有代表性的Pix监测点,对比出各点变形规律,如位移累计增长量、增长速率,得出支护结构的变形量、变形速率存在差异性和统一性。(5)将IBIS-L监测与现场温度监测相结合,得出变形位移量与温度变化存在相关性,即变形位移量随温度的升高和降低而增加和减少;因此采用温度变化时静定结构位移计算原理,得出抗滑桩上某点在考虑温度变化条件下的变形量(膨胀量)与温度差呈正比,与距离嵌固段距离呈二次关系,定量解释了混凝土的热胀冷缩现象。(6)为了研究填方边坡支护结构的变形趋势,将灰色系统理论应用到支护结构变形预测中,分别建立传统灰色GM(1,1)和新陈代谢灰色GM(1,1)预测模型。经过对模型的可靠性和适应性分析,得出在长期预测中,新陈代谢灰色GM(1,1)预测模型较传统灰色GM(1,1)预测模型的预测结果更为准确。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU433

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