巫山机场2号加筋边坡稳定性研究

论文摘要

近年来,西南地区机场建设发展迅猛。山区机场地质条件复杂、地势起伏高差大、放坡长、占地广等特点;而土工格栅具有强度高、抗拉性好、造价低等特点。土工格栅与填料有着较好的摩擦特性,形成一种加筋结构,不仅能提高边坡的整体稳定性,还能约束地基的沉降变形。然而,山区机场高填方边坡的加筋机理复杂,潜在的变形破坏模式众多,稳定性分析计算复杂,相关规范中加筋土坡的稳定性分析计算方法并不完全适用于高填方加筋边坡。因此,有必要开展山区机场高填方边坡加筋作用机理及其稳定性分析研究。本文以巫山神女峰机场项目为研究背景,深入地研究2号加筋边坡的稳定性,通过现场监测、室内试验与数值模拟等相结合的方法,系统的研究加筋边坡的加筋作用机理、土工格栅及加筋边坡的变形规律、边坡与筋材的变形与力学特性、不同筋材长度下最危险滑动面的位置变化及稳定性。主要研究内容和成果如下:1、利用自制改装的拉拔试验仪器对三种不同类型的土工格栅进行拉拔实验,并与直剪实验结果对比,得到巫山地区石灰岩碎石土的抗剪强度值与高填方边坡的加筋作用机理,为数值模拟的参数取值提供依据。2、通过对加筋边坡进行系统的现场变形沉降监测,得到了土工格栅及加筋边坡的变形规律。3、利用有限元法对加筋边坡进行变形与力学特征分析。结果表明:土工格栅与土体的咬合力约束了土体的位移,从而提高了边坡的稳定性;土工格栅的拉力随着土工格栅加筋层数的增加而逐渐增大,在第二级十三层土工格栅拉力达到峰值后缓慢减小。4、通过现场监测数据反算出土工格栅实际所发挥的拉力值,然后与有限元模拟的拉力值进行验证对比。得出土工格栅的拉力值与变形密切相关;模拟所得的土工格栅拉力符合常规,可作为分析加筋边坡稳定性拉力取值的依据。5、基于极限平衡法分析加筋边坡在不同加筋长度下边坡的稳定性及滑面位置的变化。得出了土工格栅长度为24~26m时,土工格栅达到滑移面的位置且没有多余的锚固长度,则土工格栅稳定性系数达到峰值,为加筋边坡的设计提供依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究目的和意义
•   1.2 国内外研究现状及发展动态分析
•     1.2.1 加筋技术的研究
•     1.2.2 加筋作用机理
•     1.2.3 加筋土坡稳定性分析计算
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线
• 第2章 研究区工程地质条件
•   2.1 工程概况
•   2.2 气象条件
•   2.3 工程地质条件
•     2.3.1 地形地貌
•     2.3.2 地质构造
•     2.3.3 地层岩性
•   2.4 水文地质条件
•     2.4.1 水文地质概况
•     2.4.2 地下水类型
•     2.4.3 地下水的补给、径流及排泄
•     2.4.4 水文地质参数及水质腐蚀性评价
•     2.4.5 水文地质条件对建设机场的影响
•   2.5 不良地质现象及岩溶发育特征
•     2.5.1 不良地质现象
•     2.5.2 场地岩溶发育特征及分布规律
• 第3章 加筋边坡土体工程特性实验研究
•   3.1 颗粒特征
•   3.2 击实试验
•     3.2.1 试验方法
•     3.2.2 试验方案和过程
•     3.2.3 试验结果分析
•   3.3 直剪试验
•     3.3.1 试验原理
•     3.3.2 试验方案
•     3.3.3 试验操作过程
•     3.3.4 试验结果分析
•   3.4 拉拔试验
•     3.4.1 试验方法
•     3.4.2 实验方案
•     3.4.3 试验结果分析
•   3.5 直剪试验与拉拔试验对比
• 第4章 加筋边坡现场变形监测
•   4.1 现场监测目的与内容
•     4.1.1 监测目的
•     4.1.2 监测内容
•   4.2 变形监测方案设计
•     4.2.1 变形监测方法与过程
•     4.2.2 监测点布置原则
•     4.2.3 监测系统设计
•   4.3 2号沟现场监测数据处理及分析
•     4.3.1 土工格栅位移测量数据及分析
•     4.3.2 坡面位移监测数据及分析
•     4.3.3 深部位移监测数据及分析
•     4.3.4 分层沉降监测数据及分析
•     4.3.5 孔隙水测量数据及分析
•   4.4 小结
• 第5章 有限元法加筋边坡稳定性计算分析
•   5.1 概述
•   5.2 有限元法基本原理
•   5.3 计算参数选取
•   5.4 模型的建立
•   5.5 加筋边坡变形特征分析
•     5.5.1 水平方向变形特征分析
•     5.5.2 竖直方向变形特征分析
•     5.5.3 变形总量分析
•   5.6 土工格栅变形与力学特性
•     5.6.1 土工格栅位移分析
•     5.6.2 土工格栅受力分析
•     5.6.3 边坡回填对土工格栅拉力的影响
• 第6章 极限平衡法加筋边坡稳定性分析
•   6.1 概述
•   6.2 极限平衡法基本原理及常用计算方法
•   6.3 计算剖面选取及模型的建立
•   6.4 土工格栅拉力对比分析
•   6.5 结果分析
•     6.5.1 不同格栅长度下边坡滑面位置的计算
•     6.5.2 不同格栅长度下边坡稳定性计算
•   6.6 现场变形监测结果与数值模拟对比
• 第7章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 佘孟飞

导师: 刘宏

关键词: 加筋边坡,土工格栅,稳定性,变形,数值分析

来源: 贵州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,航空航天科学与工程,建筑科学与工程

单位: 贵州大学

分类号: V351.1;TU43

总页数: 94

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