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位移矢量角参数及其在堆积层滑坡治理工程优化设计中的应用

作 者: 李晶
导 师: 贺可强
学 校: 青岛理工大学
专 业: 地质工程
关键词: 堆积层滑坡 边坡位移矢量角 抗滑桩 桩位 桩间距 张家湾滑坡 ANSYS 数值模拟
分类号: P642.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 37次
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内容摘要


边坡是指地表一切具有侧向临空面的地质体,具有一定的高度和坡度,是地壳表层广泛分布的一种地貌形式和一种地质工程,是人类生存和工程活动最常见和最基本的自然环境。边坡的破坏失稳严重威胁着人类的生产、生活。在边坡破坏形式中,滑坡分布最广,危害最大。堆积层滑坡是指发生在第四系及近代松散堆积层的一类滑坡,它包括一切土层滑坡、山区各类堆积物滑坡以及由构造、卸荷、风化等次生作用形成的各类松散破碎岩土体的滑坡,在我国分布广泛。本文结合国家自然科学基金项目“水诱发堆积层滑坡的加卸载响应比特征与位移动力学预测”(项目编号:40472141)和“水诱发堆积层滑坡的加卸载响应比参数与位移动力学特征”(项目编号:40672182),以长江三峡库区张家湾滑坡工程实例为背景,在用大型有限元程序ANSYS进行数值模拟的基础上,充分研究分析了边坡治理工程过程中的位移信息及其变化规律,较为深入的探究了位移矢量角的力学机理,以位移矢量角的形式反映边坡在不同桩位打入抗滑桩稳定性的变化规律,重点探讨了位移矢量角理论在边坡工程的运用价值和意义,获得了一些具有理论意义和实用价值的成果,现归纳如下:1、运用弹塑性力学与滑坡动力学基本理论,对边坡失稳的动力学演化行为与规律进行了分析与研究,发现在不同的荷载条件下,位移量或位移速率呈现出波动状态,所以,在研究边坡系统的稳定性时,仅仅依赖位移量或位移速率是不够的。这就引入了位移矢量场的另一个不可代替位移参数——边坡位移矢量角,它是一个在边坡变形失稳过程中具有与位移量或位移速率完全不同物理意义的动力学参数。2、通过分析边坡位移矢量角的力学机理,发现边坡位移矢量角反映的是坡体受力方向的改变,以此可以确定了边坡在破坏演化过程中的受力条件。边坡位移矢量角变化是边坡不断的演化过程中坡体应力重新分布与位移调整的反映。3、数值模拟了张家湾边坡V号边坡的应力应变情况,在模拟的数值解的基础上,研究了堆积层滑坡治理工程中在不同部位的位移矢量角变化趋势,从而计算出了张家湾滑坡V号边坡治理工程中的最佳桩位。4、通过分析土拱效应的机理,合理利用桩间土的物理力学性能,设计最优桩间距

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 概述  10-16
  1.2 国内外研究历史及现状  16-20
  1.3 本文研究内容  20-22
第2章 堆积层滑坡的基本要素与位移动力学特征  22-31
  2.1 堆积层滑坡的组成地质  22-24
  2.2 堆积层滑坡的基本特征  24-25
  2.3 堆积层滑坡位移动力学特征  25-31
    2.3.1 堆积层滑坡位移量的构成  26-28
    2.3.2 边坡流动变形特征与形成机理  28-31
第3章 边坡位移矢量角的形成机理及研究意义  31-46
  3.1 边坡位移矢量角的基本知识  31-32
    3.1.1 边坡位移矢量角的定义  31
    3.1.2 边坡位移矢量角的构成  31-32
  3.2 边坡位移矢量角的力学机理分析  32-46
    3.2.1 边坡失稳的动力学特征分析  32-39
    3.2.2 边坡位移矢量角形成力学条件  39-40
    3.2.3 边坡位移矢量角力学机理分析  40-42
    3.2.4 边坡位移矢量角的坡体构成差异性分析  42-46
第4章 位移矢量角参数在堆积层张家湾滑坡V号滑坡治理工程优化设计中的应用  46-74
  4.1 张家湾滑坡概况  46-49
    4.1.1 气象水文条件  46
    4.1.2 张家湾滑坡地形地貌及工程地质条件  46-48
    4.1.3 张家湾滑坡 V号滑坡概况  48-49
  4.2 张家湾滑坡 V号滑坡位移矢量角数字模拟  49-58
    4.2.1 张家湾滑坡 V号滑坡数值模拟模型的建立  49-51
    4.2.2 张家湾滑坡 V号滑坡位移矢量角分析  51-58
  4.3 张家湾滑坡 V号滑抗滑桩治理后位移矢量角分析  58-64
  4.4 张家湾滑坡V号滑坡在最佳桩位用抗滑桩治理后位移矢量角分析  64-68
  4.5 张家湾滑坡 V号滑坡横向最优桩间距优化设计  68-74
    4.5.1 抗滑桩桩间土拱效应的力学特性  68-71
    4.5.2 桩净距间的土拱能够有效形成的三个必要条件  71-72
    4.5.3 张家湾滑坡V号边坡抗滑桩桩间距的确定  72-74
第5章 结论与展望  74-76
  5.1 结论  74
  5.2 展望  74-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目  80-81
致谢  81

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 工程地质学 > 动力地质及工程地质作用 > 滑坡
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