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危岩体发展破坏机理与防治措施的可靠性研究

作　者: 黄小刚
导　师: 刘涌江
学　校: 重庆交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 危岩破坏模式稳定性分析落石运动路径危岩防治 ROCFALL 断裂力学
分类号: U417.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 2次
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内容摘要

近几年来,随着人类活动的不断发展,如山区铁路公路逐年延伸、人类居住区域不断向山区扩张,使得危岩崩塌事件发生越发频繁,严重威胁当地居民的生命财产安全。本文以水麻路连接线K1+140处危岩体为实例,系统的研究了危岩体的变形发育特征、稳定性计算方法、落石运动不同阶段的特征、落石运动状态和轨迹的数值模拟及危岩崩塌工程防治对策等。论文主要研究工作与结论有以下几方面:①危岩形成机理研究危岩体的发育形成是一个逐步累进的过程,不仅与地形、地貌、岩性及岩层组合等因素有关,还受到风化作用、侵蚀作用、河流切割作用一系列因素影响。本文将危岩体的影响因素归纳为内因和外因两类,其内因主要包括地质构造作用和岩体本身性质;外因主要有降雨、地震作用、重力作用、风化作用以及人类活动等。②危岩稳定性研究基于危岩体形成机理的研究,针对于滑塌式、坠落式和倾倒式三类危岩体破坏模式,考虑静水压力和地震力对危岩稳定性的影响,构建了每类危岩体稳定性计算方法,并且提出了带有半贯通面的危岩体断裂力学计算方法,从断裂力学的角度分析了锚杆的加固机理。③落石路径及其冲击力研究危岩失稳后成为落石,其路径与初始位置、失稳方式及坡面有关,本文将落石的运动分为碰撞、滑动和滚动三阶段,建立了各阶段的运动方程。并用ROCFALL危岩模拟软件分析了边坡的粗糙度,块石大小,法向、切向恢复系数三个因素对落石过程的影响。④防治原理研究危岩体的工程防治措施可以主要分为主动防治和被动防治二种类型,本文主要结合挡石墙的本身受力特点和危岩的落石路径和冲击力,结合工程实例具体情况,得出挡石墙的设计方法案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 研究现状  9-17
    1.2.1 危岩体成因机制研究  9
    1.2.2 危岩体分类及变形失稳模式研究  9-11
    1.2.3 危岩体稳定性评价方法研究  11-15
    1.2.4 危岩体失稳后滚石运动特征研究  15-16
    1.2.5 危岩体防治对策研究  16-17
  1.3 当前研究存在的不足  17-18
  1.4 本文研究的主要内容及技术路线  18-20
    1.4.1 本文主要研究内容  18
    1.4.2 本文技术路线  18-20
第二章危岩体分类、发育机理及破坏模式研究  20-35
  2.1 危岩发育的内因  20-22
    2.1.1 地形地貌对崩塌落石的影响  20
    2.1.2 地层岩性条件  20-21
    2.1.3 地质构造作用  21-22
  2.2 危岩发育的外因  22-28
    2.2.1 降雨和地下水  22-24
    2.2.2 重力作用  24
    2.2.3 地震和爆破  24-25
    2.2.4 风化作用  25-26
    2.2.5 卸荷作用  26
    2.2.6 植物根劈  26-27
    2.2.7 河流割切  27-28
    2.2.8 温差  28
    2.2.9 人文因素  28
  2.3 危岩发育（链式）机理  28-30
    2.3.1 危岩体的发育阶段（时效变形阶段）  28-30
    2.3.2 危岩体的破坏阶段（诱发失稳阶段）  30
    2.3.3 危岩体破坏后的继续运动阶段（能量转化阶段）  30
  2.4 危岩的分类  30-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章危岩体稳定性分析方法研究  35-55
  3.1 地质过程机制分析法  35-36
  3.2 图解法  36-38
  3.3 工程地质比拟法  38-40
  3.4 静力解析法  40-46
  3.5 断裂力学分析法  46-50
  3.6 工程实例  50-53
  3.7 本章小结  53-55
第四章危岩体失稳后运动特征研究  55-77
  4.1 危岩体失稳后的运动特征及影响因素  55-60
    4.1.1 块石大小对运动特征的影响  56-57
    4.1.2 块石形状对运动特征的影响  57-58
    4.1.3 块石力学性质对运动特征的影响  58
    4.1.4 边坡高度对运动特征的影响  58
    4.1.5 边坡坡度对运动特征的影响  58-59
    4.1.6 边坡坡形对运动特征的影响  59
    4.1.7 坡面物质组成对运动特征的影响  59-60
    4.1.8 坡面起伏度对运动特征的影响  60
  4.2 危岩落石运动过程分析  60-65
    4.2.1 初始位移阶段  60-62
    4.2.2 碰撞阶段  62-64
    4.2.3 滚动阶段  64-65
    4.2.4 滑移阶段  65
  4.3 危岩失稳后的数值模拟  65-76
    4.3.1 RocFall 软件介绍  65-66
    4.3.2 RocFall 数值模拟  66-76
  4.4 本章小结  76-77
第五章危岩体防治措施研究  77-92
  5.1 危岩防治基本原则  77-78
  5.2 其它危岩防治方法  78-86
    5.2.1 主动防治方法  78-83
    5.2.2 被动防护法  83-85
    5.2.3 危岩联合防治法  85-86
  5.3 实例分析  86-91
  5.4 本章小结  91-92
第六章结论  92-94
致谢  94-95
参考文献  95-99
在学期间发表的论著及取得的科研成果  99

危岩体发展破坏机理与防治措施的可靠性研究

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