土坡的蠕滑变形及其稳定性研究

论文摘要

在各种影响因子作用下，土坡随着时间的推移将发生蠕滑变形。特别是随着地下水的影响以及土体强度的劣化，土坡的蠕滑变形将会加大，影响边坡的稳定性。蠕滑变形发展到一定程度可能导致边坡失稳破坏。因此，研究土坡蠕变行为及其特性，寻求边坡蠕变分析模型、评价边坡的稳定性随时间而逐渐减小的课题，对蠕滑型边坡及滑坡的治理具有重要的理论及实际意义。以福建省某一蠕滑边坡为例，在掌握边坡岩土工程地质条件的基础上，通过土样室内物理力学性质试验，获得该土坡各土层的物理力学性质参数；同时对现场边坡工程进行位移监测，获得该边坡蠕滑过程动态位移规律；建立边坡地质模型以及边坡数值分析模型，利用极限平衡理论及有限元技术对该边坡的变形特性进行计算分析。重点讨论了地下水作用下以及土体强度劣化对土坡蠕滑变形的影响。本文主要得到以下结论：(1)地下水对蠕滑土坡稳定性的影响是多方面的，地下水可以湿化坡体,软化土体，使土颗粒间的结合减弱从而降低土体强度，导致滑带抗剪强度降低，通过润化滑面，促使和加剧坡体滑动；地下水位的升高增加了静水压力、动水压力，蠕滑变形加剧，导致边坡失稳。随着地下水位的上升，土坡稳定系数近似呈二次函数关系递减。(2)随着时间的推移和地下水位的影响，土体的抗剪强度会越来越低，在土体强度劣化的情况下，土坡的蠕滑变形将明显加大。土坡在发生瞬时弹性变形和初始蠕变变形之后，位移随时间基本上是线性增长，出现等速增长过程，即出现速率相对恒定的稳定蠕变阶段。(3)利用极限平衡分析原理求得的边坡抗滑稳定安全系数，没有考虑边坡蠕滑变形导致的安全系数降低问题，所求得的边坡抗滑稳定安全系数往往偏大，对于评价边坡的长期安全稳定性有一定的不足，研究边坡蠕变特性是解决此问题的途径之一。(4)本文采用的软土蠕变模型能较好的模拟土坡在低应力作用下的弹性阶段、初始蠕变阶段和稳定蠕变阶段的变形，对于评价土坡的长期稳定性有较好的参考作用。边坡稳定性评价应当结合极限平衡分析原理和蠕滑变形时间因素来综合判断。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 蠕变的概念
• 1.3 流变学研究的重点
• 1.4 国外土流变学研究发展概况
• 1.5 国内土流变学研究发展概况
• 1.6 本文的工作
• 1.6.1 研究思路
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 边坡岩土体蠕变特性
• 2.1 土的流变现象
• 2.2 土的蠕变机理
• 2.3 岩土体蠕变特性
• 2.4 边坡蠕变破坏过程
• 第三章 土坡变形失稳的影响因素分析
• 3.1 引言
• 3.2 边坡变形破坏的发育过程
• 3.3 土质边坡变形及稳定性的主要影响因素
• 3.3.1 主导因素
• 3.3.2 诱发因素
• 3.4 结语
• 第四章 研究区岩土工程地质条件
• 4.1 场地工程地质条件
• 4.1.1 地形、地貌
• 4.1.2 地层、地质构造
• 4.1.3 岩土体类型及性质
• 4.1.4 气象、水文地质条件
• 4.1.5 场地地震效应
• 4.2 滑坡特征
• 4.2.1 滑坡基本要素
• 4.2.2 发展趋势
• 4.3 滑坡成因与稳定性分析
• 4.3.1 滑坡形成条件
• 4.3.2 岩土参数的分析与选用
• 4.3.2.1 岩土层参数分析
• 4.3.2.2 岩土层参数指标的选用
• 4.3.3 边坡稳定性计算
• 4.4 结论
• 第五章 地下水作用下土坡蠕滑变形
• 5.1 概述
• 5.2 水对土体强度参数的影响
• 5.3 水化学作用对岩土体的影响
• 5.4 不同地下水位对边坡的影响
• 5.4.1 模型构建
• 5.4.2 参数选取
• 5.4.3 稳定性分析
• 5.4.3.1 分析步骤
• 5.4.3.2 计算结果分析
• 5.5 结论
• 第六章 土体强度劣化与土坡蠕滑变形
• 6.1 引言
• 6.2 分析所用模型
• 6.2.1 摩尔-库仑模型
• 6.2.2 软土蠕变模型
• 6.3 PLAXIS 程序蠕变分析假定及材料参数
• 6.4 PLAXIS 程序蠕变分析步骤和结果评价
• 6.4.1 分析步骤
• 6.4.2 计算结果分析
• 6.5 结论
• 第七章 蠕滑土坡稳定性及其加固治理
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢