基于渐进屈服理论的多滑面滑坡稳定性评价

论文摘要

滑坡是一种频发的地质灾害,会造成严重的经济损失。坡体内部岩土体的抗剪强度减弱是产生滑坡的主要原因。当滑面上的下滑力大于抗滑力时,岩土体将沿滑面向临空面滑动。强度折减法是滑坡稳定性分析的一种有效手段,发展至今已有众多国内外学者对其进行了扩展和深化,例如:动态强度折减法,将屈服接近度YAI作为判断岩土体发生屈服的指标,通过不断折减土体的抗剪强度参数c、φ值,寻找岩土体的屈服单元,直至坡体特征部位位移发生突变或塑性区贯通,研究坡体由局部破坏发展到整体破坏这一过程。多滑面滑坡是滑坡灾害的一种,其变形破坏也是局部发展到整体。不同于单一滑面滑坡,多滑面坡坡体发育两个或两个以上的滑面,坡体发生滑动时,将沿两个或两个以上的滑面发生滑动,这类滑坡危害性更大、防治难度也更大。因此,研究多滑面滑坡的变形机理,并进行性稳定性评价,提出针对性的治理措施具有重要的工程现实意义。目前,尚未有学者将动态强度方法应用于多滑面滑坡变形机理研究,本论文基于前人研究,以金山大道1号多滑面滑坡为例,应用动态折减法研究多滑面滑坡的变形机理,结合传递系数法计算多滑面滑坡的稳定性系数以及剩余下滑力,用于指导多滑面滑坡治理。本文主要研究内容及方法有:(1)多滑面滑坡的特殊性。多滑面滑坡不同于单一滑面滑坡,岩土体内部发育两个或两个以上的滑面,且彼此是相互联系的。若滑体沿主滑面先滑,将形成新的临空面,后部岩土体受牵引,将沿主滑面滑动。受后部岩土体滑动变形影响,土体内部发育次级滑面,土体将沿主滑面和次级滑面滑动;若岩土体直接发生多级层间蠕滑,随着多个塑性区不断扩展,将贯通形成一个贯通的整体滑面,岩土体沿着多个滑面发生滑动。(2)屈服接近度YAI的概念及应用。屈服接近度,最开始用于判断围岩的屈服情况,描述一点描的现时状态与相对最安全状态的参量的比。强度折减法对岩土体的抗剪强度参数进行折减,必定会改变土体单元的应力状态,运用屈服接近度YAI对岩土体的屈服情况进行判断,当0≤YAI<0.2时,岩土体发生屈服,产生塑性变形;当0.2≤YAI≤1.0,岩土体未屈服。因此,将强度折减法与屈服接近度相结合,提出一种分析土体屈服的方法——渐进屈服理论。将该理论分析方法用于研究土体发生渐进屈服的过程。(3)应用渐进屈服理论研究多滑面滑坡的变形机理。多滑面滑坡变形破坏同单一滑面滑坡变形破坏类似,也是渐进破坏的一个过程。土体发生屈服,土体内部产生塑性区并不断扩展,形成主滑面和次级滑面。因此,可运用渐进屈服理论来分析研究多滑面滑坡的滑动变形,还原多滑面滑坡的渐进破坏过程。通过多级滑面滑坡算例验证了该理论分析方法的合理性,并尝试将该理论分析方法应用于研究金山大道滑坡变形破坏。本文主要分析研究金山大道1号多滑面滑坡的变形机理,反演了 1号多滑面滑坡和同一区域内其他3个滑坡的滑动变形过程。(4)诱发金山大道1号多滑面滑坡的因素。水是诱发金山大道滑坡的主要因素,研究区内土体遇水之后,易软化,抗剪强度参数c、φ值减小,其抗剪强度减弱,土体发生屈服,产生塑性变形。其次,场地内的土体为结构松散土体,孔隙比较大,易于水体下渗,增强了与水的接触。再者,场地地形起伏高差较大,岩层产状与滑坡滑动方向斜交,利于场地内的土体堆积和降水下渗。(5)防治方案设计。将金山大道1号滑坡的变形机理和稳定性计算结果用于指导方案设计。金山大道1号滑坡,整体坡体形状呈圈椅状,滑动变形主要集中在滑坡整体的中部,平面上近似呈椭圆。整个坡体在暴雨工况下处于不稳定状态,根据滑坡的滑动变形情况,并结合次级滑面和主滑面上的稳定性系数和最终剩余下滑力,提出有效的治理方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 屈服接近度YAI的研究现状
•     1.2.2 强度折减法研究现状
•     1.2.3 多滑面滑坡分析方法研究现状
•   1.3 研究内容及技术路线
• 第2章 多滑面滑坡灾害以及特点
•   2.1 多滑面滑坡的特征
•   2.2 多滑面滑坡破坏模式和破坏机制
•   2.3 本章小结
• 第3章 渐进屈服理论
•   3.1 屈服接近度YAI
•   3.2 渐进屈服原理
•     3.2.1 屈服接近度与强度折减法
•     3.2.2 计算原理
•     3.2.3 算例验证
•     3.2.4 动态强度折减法的优越性
•   3.3 计算方法对比
•   3.4 本章小结
• 第4章 金山大道滑坡稳定性分析
•   4.1 工程背景
•   4.2 滑坡区域环境地质条件
•     4.2.1 地理位置
•     4.2.2 气象、水文
•     4.2.3 地形地貌
•     4.2.4 地层岩性
•     4.2.5 地质构造与地震
•     4.2.6 水文地质条件
•     4.2.7 工程地质条件
•     4.2.8 人类工程活动
•   4.3 滑坡基本特征
•     4.3.1 滑坡形态
•     4.3.2 滑体
•     4.3.3 滑带
•     4.3.4 滑床
•   4.4 滑坡变形机理研究
•     4.4.1 滑动变形破坏特征及变形历史
•     4.4.2 滑动影响因素
•     4.4.3 滑动机制
•   4.5 滑坡的稳定性计算和分析
•     4.5.1 极限平衡法
•     4.5.2 渐进屈服理论分析
•     4.5.3 计算结果对比
•   4.6 本章小结
• 第5章 金山大道多滑面坡治理方案
•   5.1 防治目标与原则
•   5.2 防治工程治理范围和保护对象
•   5.3 防治措施建议
•   5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑智洋

导师: 苏培东,楚亚婷

关键词: 渐进屈服,多滑面滑坡,稳定性,强度折减法

来源: 西南石油大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 西南石油大学

分类号: P642.22

DOI: 10.27420/d.cnki.gxsyc.2019.000736

总页数: 75

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