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凤山县矿山废渣堆填土的抗剪性能与边坡稳定性分析

蒋鸿  
【摘要】:直剪试验是获取土体抗剪强度指标最常用的方法。相比于室内试验,现场剪切试验是在原位土体进行试验的,所取试样尺寸大,可以更好减小尺寸效应的影响,相对保持了现场原状土的天然结构性,更接近于土体的实际情况,能够获得更准确可靠且符合实际工程技术要求的抗剪强度指标。因此在边坡工程采用现场直剪试验获取原状土的抗剪强度参数,可以为废渣堆填土边坡的稳定性分析提供更精确的计算参数,具有重要的工程实际意义。本文依托于凤山县矿山地质环境治理工程项目开展现场直剪试验研究。首先总结国内外关于直剪试验的实际应用情况、直剪试验的数值模拟以及边坡稳定性分析的研究现状。其次基于现场直接剪切试验,评价废渣堆填土的抗剪性能。最后通过ABAQUS软件模拟并还原直剪试验,以此验证数值模拟方法的正确性,并利用现场直剪试验得到的抗剪强度指标进行不同工况下的边坡稳定性模拟分析。研究结果表明:通过现场大型直剪试验获取了剪应力剪切位移关系、强度指标等试验结果,根据每组试验所得的土体抗剪强度指标c和φ,可对该区域的土体抗剪强度做出评价。并且直剪试验数值模拟得到的结果与现场直剪试验结果相对误差较小。通过采用ABAQUS软件进行边坡稳定性模拟分析,结果表明,相比于自然工况,降雨工况下边坡的位移与应力均有所增大,同时雨水入渗使土体的含水量与饱和度增大,孔压增大;并且降雨工况下边坡的安全系数均小于自然工况下的,自然工况下边坡安全系数是降雨工况下边坡安全系数的1.09~1.54倍,但均处于稳定范围内。因此降雨对于边坡稳定性是不利的。


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