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创建时间:01-08

重庆市北碚区土质边坡的稳定性分析

 目录

摘要    3
Abstract    3
文献综述    5
1土坡的稳定性分析    5
1.1 土坡滑动失稳    5
1.2 几种重要稳定性分析方法    5
2生态护坡的发展概况    7
2.1生态护坡技术的发展及应用    7
2.2生态护坡理论研究进展    8
引言    10
1研究区概况    10
1.1地理位置    10
1.2研究区的气候条件    10
2稳定性分析    11
2.1 稳定分析发方法及基本原理    11
2.2生态护坡概念、内涵与功能    15
2.2.1生态护坡概念    15
2.2.2生态护坡内涵    15
2.2.3生态护坡功能    16
3 实例分析    17
3.1 边坡稳定性分析    17
3.1.1 所选边坡坡区基本情况    17
3.1.2 计算步骤    18
3.1.3 计算结果及分析    18
3.2 对边坡的生态防护措施设置    19
4 结语    20
参考文献    21
致谢    23

重庆市北碚区土质边坡的稳定性分析
                          
 

摘要:论文针对重庆市北碚地区土质边坡的防治防护状况,选择北碚地区西南大学后山边坡、嘉陵江西岸渝武高速公路交错处南600m处边坡、斑竹村南部边坡三处土质边坡,实地采取土样,保证原土层结构不变的情况下进行直接抗剪实验、土壤干容重饱和容重的测定实验。测得计算边坡稳定分析所需用数据土壤土的内摩擦角、土的粘聚力、干密度及土壤饱和容重等数据;文中简要介绍了护坡稳定性的分析方法,常用的有瑞典条分法、毕肖普法等;通过边坡稳定分析系统stabil99获得边坡稳定系数对各边坡进行稳定性分析,以此判断个边坡是否失稳;选取嘉陵江西岸渝武高速公路交错南600m处边坡结合该区气候地质状况,本着“因地制宜、就地取材、经济实用、照顾景观”的原则进行格构护坡生态护坡措施设置,从而为西南地区土质边坡的防护与治理提供依据。为今后边坡设计施工提供一个新的方向,丰富了设计施工理论。
关键词:稳定性 ;生态护坡;水土保持 

Soil Slope Stability Analysis inBeibei District of Chongqing Municipality
 
Abstract: The paper for the region of Chongqing Beibei the control soil slope protection status, choose the back of the mountain region  of slope in Southwest University of  Beibei , the Jialing River in the West Bank Expressway Yu Wu Department staggering 600m in Southern slope, the village of the southern slope Chiloscyllium three soil slope,The ground to take soil samples to ensure that the original soil structure unchanged direct shear experiment, the soil dry bulk density, saturated bulk density determination of the experimental.Measured by calculating the slope stability analysis of soil data required for the internal friction angle of soil, soil cohesion, dry bulk density and soil saturation data;Briefly introduced the slope stability analysis methods, commonly used in Sweden slice method, and so Bishop;Through the slope stability analysis system called stabil99 coefficient of slope stability of the slope stability analysis, to determine whether the instability of the slope,Select the Jialing River in the West Bank Expressway Yu Wu Department staggered 600m south slope combination of geological conditions of the area of climate,Take the principle of "the light of local conditions, local materials, economical and practical, to take care of the landscape,"  to set the protection of ecological protection lattice measures, For the southwest region of the soil slope protection and provide the basis for governance. For the future design and construction of slope to provide a new direction, has enriched the design and construction of the theory.
Keywords: stability; ecological protection; Soil and Water Conservation
 

文献综述
1土坡的稳定性分析
1.1 土坡滑动失稳
 实际工程中的土坡包括天然土坡和人工土坡,天然土坡是指天然形成的山坡和江河湖海的岸坡,人工土坡则是指人工开挖基坑、基槽、路堑或填筑路堤、土坝形成的边坡[1]。
 土坡滑动失稳的原因一般有以下两类情况:(l)外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。如基坑的开挖,由于地基内自身重力发生变化,改变了土体原来的应力平衡状态;又如路堤的填筑、土坡顶面上作用外荷载、土体内水的渗流、地震力的作用等也都会破坏土体内原有的应力平衡状态,导致土坡坍塌[2]。(2)土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低,促使土坡失稳破坏。如外界气候等自然条件的变化,使土时干时湿、收缩膨胀、冻结、融化等,从而使土变松,强度降低;土坡内因雨水的浸入使土湿化,强度降低;土坡附近因打桩、爆破或地震力的作用将引起土的液化或触变,使土的强度降低。
1.2 几种重要稳定性分析方法
土坡稳定分析的定量方法主要有:极限平衡法、极限分析法、有限元法等等。
1 极限平衡分析法
极限平衡法是土坡稳定分析中最早采用且最为广泛的方法,该方法目前已发展了多种形式,如:Fellenius法、Bishop法、Jaubu法、Morgenstem.Prince法、剩余推力法、Sarlna法等,并以条分法最为常用。
条分法是在1916年瑞典人Petersen提出的,以后经过Fellenius,Taylors等人的不断改进。他们假定土坡稳定问题是个平面应变问题,滑裂面是个圆柱面,计算中不考虑土条之间的作用力,土坡稳定的安全系数是用滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义的。上世纪四十年代以后,随着土力学学科的不断发展,也有不少学者致力于条分法的改进工作。他们努力大致有两个方面:其一是着重探索最危险滑弧位置的规律,制作数表,曲线,以减少计算工作量:其二是对基本假定作些修改和补充,提出新的计算方法,使之更加符合实际情况。其中Bishop等提出的关于安全系数定义的改变,对条分法的发展起了非常重要的作用[3]。
极限平衡法也有不足之处:①各种极限平衡法有一个共同假定,那就是假定土体是理想塑性材料。这一假定显然不符合土是弹塑性材料的事实。②把土体作为一个刚体,按极限平衡的原则进行力的分析,假设土体破坏是一个瞬间过程,而不是连续过程。没有考虑土体本身的应力一应变关系,假设土体破坏时各个部分同时破坏。研究表明土体破坏是先局部破坏,而后才达到整体破坏,所以这一假定也不符合土体的破坏模式。③计算土坡稳定性的安全系数时,假定一个特定的滑动面。由于这一假定导致安全系数是否可靠取决于假定的滑动面是否与真实破坏滑动面相符合,因此,要算出真正的边坡稳定系数需要多次选定可能滑动面重复计算,计算量非常大。
2 塑性极限分析方法
1952年Drucke和Prager提出塑性极限分析法门,其最大优点是考虑了材料应力一应变关系,并利用极限状态时自重和外荷载所做的功等于滑裂面上阻力所消耗的功为条件,结合塑性极限分析的上下限定理求得土坡极限荷载与安全系数[4]。由于塑性极限分析所得解答为波动于某一范围的模糊极值解[5],孙君实提出滑动机构的概念,并证明了给定滑动机构的耗散功能定理,即滑坡极限分析的极大值定理,将该定理“模糊化”得到给定滑裂面安全系数的模糊极大值定理,再把极大的概念模糊化为滑体内力状态的模糊状态条件并构造模糊函数和模糊约束条件,提出安全系数的模糊解集和最小模糊解集概念,从而建立土坡稳定分析“极大中极小”问题的模糊极值理论,使长期以来条分法研究在假定多余未知函数方面存在的随机性问题得到较好的解决。
3 有限元(FEM)法
该方法在边坡土体的稳定性分析中得到最早(1967)应用,1974年Smith&Hobbs用弹塑性模型得出了μu =0土坡的分析结果,而且其分析所得的安全系数与Taylor's(1937)图表方法确定的安全系数相当符合。Zienkiewiez,et,al.(1975)在考虑了c'、μ'的情况下对土坡进行分析,分析结果与条分法所得的结果对比相当一致[6]。D.V.Griffiths(1980)把有限元法扩展到了土体几何大变形领域,且扩展到了各种类型不同的土质中。国内学者中龚晓南,谢康和,雷晓燕等也都编制了弹塑性有限元程序,对有限元在岩土工程中的应用做出了一定贡献[7]。有限元法是现在最广泛使用的一种数值分析方法。目前,己经开发了多个二维及三维有限元分析程序,可以用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题。
 

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