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松散堆积高边坡稳定性分析

逄晓溪  
【摘要】:近年来,由于经济快速发展和城市化范围扩大造成的用地紧张,山区及丘陵地区的城市建设项目不可避免地遇到越来越多的边坡问题。边坡安全隐患不容忽视,自然条件下的边坡经过长期应力调整与平衡,处于相对稳定状态,而工程建设中土方填挖、爆破、机械振动等破坏了原始的应力平衡,使坡体内部再一次进入应力调整,在调整过程中有可能发生变形失稳,特别是人为造成的松散堆积高边坡更易发生失稳事故,对人身财产安全造成严重威胁。因此,探究针对松散堆积高边坡稳定性评价的方法,高效评价松散堆积高边坡的稳定性,可以在事故发生之前更准确及时地确认危险边坡,进行治理与防护,从而避免可能出现的人员伤亡和财产损失。松散堆积高边坡失稳可以是长期或突发的过程,其稳定性受众多因素共同影响,分为内部与外部两方面:内部因素主要包含边坡形态、地层结构与分布、岩土体的物理力学特征等;外部因素主要包含所在区域气候及水文条件、植被发育情况、地震烈度、人为因素等,这些影响因素的权重也存在差异。文章综合多种影响因素,选取大连地区一典型松散堆积高边坡为研究对象,收集相关研究资料,结合现场与室内试验,通过二维极限平衡分析、三维有限元分析和创新的灰色系统评价法三种边坡稳定性评价方法,分别建立模型进行分析计算,做出定性、定量的分析判断。最后,通过对比应用不同评价方法获得的评价结果,总结三种评价方法的优势、缺陷及适应性,得出针对松散堆积高填土边坡稳定性评价的评价方法选择及应用步骤建议。文章主要研究内容如下:收集整理国内外边坡稳定性评价分析的相关资料,总结边坡稳定性评价研究领域的发展历程与取得的成果,选取适用于松散堆积高边坡稳定性评价的评价方法并进行对比研究。应用几种实际工程中大量使用的二维极限平衡计算方法,明确各方法的假定条件、计算过程及结果精确性,将所得评价结果进行对比,分析确定适用于松散堆积高边坡稳定性评价的方法及不利方法会出现的问题。运用最新的有限元软件Midas/GTSNX,实现更精确的边坡三维有限元分析。以往在边坡三维数值模拟时一般将边坡体粗略建立为简单的立体几何形式,但在实际工况中,边坡坡体形态和岩层结构往往更为复杂。文章利用实际测定的边坡不同岩层顶标高高程点,建立更为真实的边坡三维模型,以提高稳定性分析的精确性。在工程实践中,常常需要对大规模边坡开展稳定性评价工作,具体评价之前应用具有参考价值的粗略评估可以为下一步评价工作指明重点,降低工程成本,提高工作效率。选取灰色系统中的三角白化权函数建立灰色评估模型、指标体系及权重,探究灰评估在松散堆积边坡稳定性评价应用中的可行性与适应性。


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