北京香山地区某边坡稳定性分析与支护设计

论文摘要

我国山地、丘陵地貌众多,加之工程建设频繁,自然边坡和人工边坡在自然界和城市中不胜枚数,其中中小型边坡由于规模小、数量多往往得不到重视,为了节约资金,常以浆砌石挡墙简单支护,缺少准确的岩土计算和专业的支护设计。北京香山地区西营村某中小型边坡位于居民区内,人类工程活动复杂,在2015年7月17日,受连续降雨冲刷影响,边坡表层土体发生小规模滑塌破坏,原坡脚有两排挡墙支护,由于支护设计不合理,在降雨中上部第一道挡墙整体滑移外倾,部分墙体错断破坏,最大错断距离达12cm,本文运用GeoStudio对该边坡进行流固耦合模拟,分析降雨时边坡稳定性变化,根据模拟结果显示边坡天然状态下稳定系数为1.28,降雨时最小稳定系数为1.23,在强降雨等恶劣环境下存在二次破坏的可能,需进行支护设计,考虑到该边坡位于居民区,坡顶有在建和待建楼房建筑,从长远的角度考虑,本文采用集深层、浅层支护于一体,安全储备性高的格构锚杆复合支护形式,格构间可以种植绿化,改善环境。本文运用FLAC3D5.0对支护效果进行模拟,在坡顶施加10kN/m2、30kN/m2、50kN/m23种荷载探究坡体应力、应变,发现坡体变形很小,处于稳定状态,证明设计方案安全可靠。通过本文研究,总结出以下结论:（1）通过流固耦合模拟发现,由于粉质粘土渗透性较低,强降雨条件下雨水不能有效入渗,坡体稳定性虽然降低,但幅度有限,结合坡体破坏形式可得出结论,2015年7月17日,边坡破坏主要由于降雨侵蚀作用,加剧雨水入渗,破坏坡体稳定性,所以支护过程中要重点考虑坡面的防护处理。（2）降雨时边坡稳定性逐渐降低,雨停后达到最小值,雨后随着雨水下渗,孔隙水压力消散,稳定性略有回升。（3）格构锚杆复合支护形式支护效果可靠,安全储备性高,当坡顶施加荷载后,边坡变形量很小,能保持坡体稳定。（4）上部荷载增加时,受锚固力影响,坡顶竖向位移由坡内向临空面侧减小,坡面横向位移由坡顶向坡脚逐渐增大,从支护的角度考虑可以适当增加坡脚锚杆的长度,提高坡体稳定性。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景与研究意义
•   1.2 国内外边坡稳定性外研究现状
•     1.2.1 边坡稳定性理论研究
•     1.2.2 边坡稳定性评价方法研究
•   1.3 技术路线与主要研究内容
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第2章 区域地质环境
•   2.1 气象水文
•   2.2 地形地貌
•   2.3 地层岩性
•   2.4 水文地质
•   2.5 地质灾害及其发育现状
•   2.6 人类工程活动
• 第3章 边坡基本形态及室内土工试验
•   3.1 斜坡基本形态
•   3.2 斜坡主要土层概况
•   3.3 斜坡变形破坏历史及原因
•     3.3.1 边坡破坏历史
•     3.3.2 变形破坏原因
•   3.4 室内土工试验
•     3.4.1 含水率试验
•     3.4.2 土粒筛分试验
•     3.4.3 界限含水率试验
• 第4章 降雨作用下边坡的渗流分析
•   4.1 模拟分析软件介绍及基本原理
•     4.1.1 软件介绍
•     4.1.2 软件基本原理
•   4.2 数值分析模型建立
•     4.2.1 北京地区降雨方案设计
•     4.2.2 模型边界条件及材料特性
•     4.2.3 边坡稳定性评价标准
•     4.2.4 边坡初始状态稳定性
•   4.3 降雨入渗对边坡孔隙水压力的影响
•   4.4 降雨入渗对边坡体积含水量的影响
•   4.5 降雨入渗对边坡稳定性的影响
•   4.6 本章小结
• 第5章 边坡支护方案设计
•   5.1 边坡支护方案选择
•   5.2 格构梁内力计算理论
•     5.2.1 倒梁法
•     5.2.2 连续梁
•     5.2.3 Winkler弹性地基梁
•     5.2.4 弹性半空间地基模型
•   5.3 锚杆格构设计理论
•     5.3.1 锚固力计算理论
•     5.3.2 锚固段长度设计方法
•     5.3.3 格构节点荷载分配方法
•     5.3.4 格构截面配筋设计
•   5.4 边坡支护方案设计
•     5.4.1 锚杆锚固力计算
•     5.4.2 锚杆结构设计
•     5.4.3 格构受力计算
•     5.4.4 格构配筋设计
•   5.5 边坡支护模拟
•     5.5.1 模拟软件介绍
•     5.5.2 基本模型建立
•     5.5.3 土体应力应变分析
•   5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 主要结论
•   6.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙云山

导师: 李启民,刘文臣

关键词: 边坡失稳,稳定性分析,格构锚杆复合支护

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 北京市海淀区香山街道办事处西营甲12号院边坡防护工程项目

分类号: TU43

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000787

总页数: 83

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