板岩性状与其高边坡长期稳定性研究

论文摘要

我国多数为丘陵山岭地区,在这些地方修建高等级公路,常常会遇到山体阻隔等问题,在线路无法避开的条件下,通常会选择以路堑边坡的形式通过。这就要求路堑边坡在公路服务年限范围内处于稳定安全状态,尤其是要求边坡在加固设计过程中要全面考虑长期稳定性问题。针对浏(阳)醴(陵)高速沿线路堑板岩边坡节理十分发育,难以评价其长期稳定这一问题,首先对从微观角度分析板岩的成分与结构,接着对其进行常规力学试验,主要有干燥和饱和状态下单轴抗压强度实验以及压缩变形实验,以及进行板岩节理面的剪切试验,求得节理面抗剪的峰值强度和残余强度,并且研究了板岩的水理性质。同时对板岩进行了单轴压缩蠕变,在实验的基础上,用伯格斯模型模拟板岩的蠕变本构方程,并求出蠕变参数。通过地质调查,对典型板岩高边坡统计的节理面进行分组,得出优势节理面。最后利用UDEC程序,对选取的典型板岩高边坡进行了长期稳定性分析,通过边坡内部最大不平衡力和位移收敛,表明该边坡在工后运营期内是稳定安全的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 目前国内外研究现状
• 1.2.1 板岩各向异性研究
• 1.2.2 板岩水理性质研究
• 1.2.3 岩体结构面抗剪强度的研究
• 1.2.4 板岩蠕变规律的研究
• 1.2.5 边坡长期稳定性研究
• 1.3 本文拟解决的关键问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 研究方法与技术路线
• 第二章 板岩的主要物理力学性质研究
• 2.1 板岩成分与结构分析
• 2.2 板岩力学性质试验
• 2.2.1 板岩单轴抗压强度试验
• 2.2.2 板岩压缩变形试验
• 2.2.3 板岩节理面剪切试验
• 2.4 板岩水理性质试验
• 2.4.1 天然含水率与吸水试验
• 2.4.2 不同饱和度条件下单轴抗压实验
• 2.4.3 板岩的软化系数
• 2.5 本章小结
• 第三章 板岩蠕变试验研究
• 3.1 基本概念
• 3.2 蠕变的基本元件
• 3.2.1 弹性元件
• 3.2.2 塑性元件
• 3.2.3 粘性元件
• 3.3 常见的蠕变基本模型
• 3.3.1 马克斯威尔模型
• 3.3.2 开尔文模型
• 3.3.3 伯格斯模型
• 3.4 室内蠕变试验
• 3.4.1 试验方法
• 3.4.2 试样制备
• 3.4.3 试验仪器
• 3.4.4 试验结果与分析
• 3.4.5 蠕变模型及参数确定
• 3.5 本章小结
• 第四章 边坡岩体结构分析
• 4.1 坡体节理面的调查
• 4.2 边坡岩体节理面的统计
• 4.2.1 传统分组法
• 4.2.2 动态聚类分组法
• 4.3 赤平极射投影分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 边坡长期稳定性分析
• 5.1 离散元法简介
• 5.1.1 离散元数值模型
• 5.1.2 离散元锚杆模型
• 5.1.3 离散元边坡稳定判断依据与安全系数的确定
• 5.2 UDEC 软件简介
• 5.2.1 与其他方法的比较
• 5.2.2 一般特性
• 5.3 边坡长期稳定性分析
• 5.3.1 边坡开挖后稳定性分析
• 5.3.2 边坡加固后稳定性分析
• 5.3.3 边坡长期稳定性分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读学位期间发表论文目录）
• 附录 B （攻读学位期间参加的科研课题项目）