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西南山区机场高填方边坡稳定性影响因素研究

王昊  
【摘要】:西南部地区受交通运输的制约限制,经济发展受到约束,而飞机旅行便利,机场成为中西部发展的必要之选,在多山的西南地区修建机场,往往面对高填方、高海拔、气候条件复杂、高地震烈度的特殊问题,机场高填方边坡的稳定性面临巨大的挑战,统合研究高填方机场边坡在各种因素下的稳定性具有重要的现实意义和理论意义。本文在统计分析前人对西南地区各机场的具体研究基础上,利用有限元分析软件,对影响高填方机场边坡稳定性的各因素的影响作用及影响程度进行研究分析。本文在总结目前西南地区山区机场边坡稳定性的研究现状以及实际工程状况下,建立不同坡高、不同坡比、不同基底坡度、软弱土层不同厚度及相对位置、不同坡体顶底宽度及不同材料性质填筑体的高填方边坡,分析其在各自情况下的边坡稳定性状况及各因素对边坡的影响机制。发现软弱土层的真实厚度对填筑体边坡稳定性影响程度要视软弱土层在整个填筑体边坡高度中的占比,填筑体越高,软弱土层相对厚度越小,其对边坡稳定性影响幅度越小,各影响因素对坡体稳定性的影响敏感度中边坡坡比变化影响最大,次之为坡体填筑体材料性质中的内摩擦角、粘聚力、重度。边坡基底坡度对边坡稳定性的影响主要在填筑体高度较低时,填筑体越高,基底坡度的变化越不明显。对高填方边坡在不同降雨强度及降雨持续时长状态下边坡的水位分布及坡体稳定性进行讨论,低强度长持时的降雨比高强度短时降雨来说对边坡稳定性威胁要大。分析在地震动力作用下高填方边坡在不同坡高、坡比、基底坡度下坡体的动力加速度响应、坡体动力位移等规律,提出边坡地震动力作用下边坡的稳定性系数确定方法,得到不同厚度及不同位置的软弱土层形成的软弱层上下填筑体分层地震规律,填筑体软弱层厚度越厚,边坡累积变形越剧烈,不论软弱土层处于坡体的相对位置情况,坡体动剪应力集中在软弱土层中,软弱土层越厚,在地震作用中的隔离滤波效应越明显。其次,本文在上述研究结果上针对昆明长水机场西滑行道边坡及九黄机场北端头边坡进行稳定性分析,采用静力分析法,昆明长水机场稳定储备值较高,九黄机场稳定储备值较低,九黄机场整体坡体在降雨及地震耦合作用下,稳定性储备低,坡体稳定性低。


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