膨胀土边坡浅层失稳机理及土工格栅加固处理研究

膨胀土边坡浅层失稳机理及土工格栅加固处理研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-10-19 分类:毕业论文 喜欢:4036
师大云端图书馆

【摘要】膨胀土作为世界范围内广泛分布的特殊土,对相关地区的工程建设造成了极大破坏和影响,一直是岩土工程领域研究的难题之一。浅层失稳破坏是发生在铁路、公路、水利等工程中最普遍最频繁的膨胀土边坡破坏现象,但目前对浅层失稳破坏机理缺乏足够的认识,传统的极限平衡稳定性分析方法不能如实反映和解释膨胀土边坡此类破坏的真实性状,也制约了工程建设中如何采取合理有效的处理措施以解决由于其特殊性质带来的工程问题。因此,深入研究膨胀土边坡的浅层失稳破坏机理,并在此基础上探讨相应的工程措施是保障工程设计安全和经济性的关键。本文结合南水北调中线工程的膨胀土边坡稳定问题,针对膨胀土最本质的工程特性——膨胀性开展深入研究,通过大型静力物理模型试验,研究压实膨胀土边坡在没有裂隙、超固结性、干湿循环等因素的影响下,由于水分入渗引起的边坡膨胀变形和滑动的发生发展破坏全过程。在“湿度应力场”理论基础上,提出一种非饱和渗流场-膨胀变形场-应力场的多场耦合数值分析方法,结合模型试验和数值分析成果,阐述了膨胀土边坡浅层失稳的破坏机理。在此基础上,从加筋土的筋—土作用机理出发,研究土工格栅对膨胀土膨胀变形的约束效果,及其对边坡浅层稳定的改善作用,为确定合理的膨胀土工程处理措施提供理论依据。通过本文的研究,得到的主要结论如下:(1)针对膨胀土边坡极为普遍的浅层失稳破坏形式,采用大型物理模型试验(6m×2m×2.8m),并结合湿度场-膨胀变形场-应力场的耦合数值模拟分析,揭示出膨胀土边坡浅层失稳的本质在于膨胀土的膨胀性。由膨胀变形控制的膨胀土边坡浅层渐进性失稳破坏机理可阐述如下:膨胀土边坡在受到外部水力边界作用时,首先导致边坡内含水量场发生时空不均匀分布,继而引起土体的不均匀膨胀变形,应力应变场发生重分布,在非饱和-饱和浸润交界区域形成剪应力集中区,产生局部剪切破坏,并逐渐向边坡深部扩展,最终形成多重剪切面,边坡发生渐进性失稳破坏。(2)针对膨胀土边坡稳定性分析,在“湿度应力场”理论基础上,提出一种结合非饱和-饱和渗流场、膨胀变形场、应力场多场耦合作用的有限元数值分析方法,通过对模型试验的仿真模拟,证明这种多场耦合分析模型和方法可以真实反映膨胀土边坡的浅层渐进性失稳过程,为深入理解边坡浅层稳定性的破坏机理提供了有用的分析手段。(3)基于温度膨胀和湿度膨胀的相似性,采用热—固耦合有限元数值分析方法,根据室内膨胀土无荷及有荷膨胀试验成果,反演得到不同含水率、干密度和荷载作用下的膨胀系数变化规律。结果表明:膨胀系数受含水率、干密度、荷载等因素的综合影响,在低荷载条件下含水率和膨胀系数近似符合线性关系。因此,在多场耦合数值计算中采用低荷载条件下对应的含水率—膨胀系数(饱和度—膨胀系数)关系来反映边坡不同部位湿度变化引起的膨胀系数的变化规律。(4)采用大尺寸膨胀模型试验,系统研究了铺设土工格栅后膨胀土的吸湿膨胀变形发展规律,获得了不同格栅参数(强度、类型、铺设层数和方式等)对膨胀变形的影响规律,对土工格栅抑制膨胀变形的可行性进行了评价。(5)通过大型物理模型试验,对土工格栅处理膨胀土边坡浅层稳定的效果进行了研究,为膨胀土工程处理措施提供了基本的试验依据。
【作者】丁金华;
【导师】陈仁朋;包承纲;
【作者基本信息】浙江大学,岩土工程,2014,博士
【关键词】膨胀土边坡;浅层失稳;膨胀变形;非饱和渗流;多场耦合数值分析;膨胀系数;土工格栅;

【参考文献】
[1]常继斌.洛阳餐饮旅游集团发展战略研究[D].河南科技大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[2]徐曲莎.类的自关联关系的递归实现及其应用[D].湖北大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[3]张贤杰.复杂曲面优化展开技术研究[D].西北工业大学,航空宇航制造工程,2004,硕士.
[4]张传锋.基于工况识别的水泥球磨机负荷优化控制[D].济南大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[5]牛骥.日本留学生汉语“是”字句习得顺序研究[D].西南交通大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[6]钱晶晶.金属—有机骨架材料的快速制备及其荧光传感性质研究[D].安徽大学,材料工程,2014,硕士.
[7]冯鉴,姚敏.知识管理方法论[J].计算机工程与设计,2004,02:177-179+187.
[8]王宇旭.“多元气氛”对古代陶瓷呈色的影响研究[D].景德镇陶瓷学院,科学技术史,2014,硕士.
[9]李燕.关联分析算法在安全管理平台中的研究与应用[D].曲阜师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[10]王承超.基于实物期权价值的资源受限项目组合选择研究[D].浙江大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[11]赵耀,黄晗,林春雨,白慧慧.新一代视频编码标准HEVC的关键技术[J].数据采集与处理,2014,01:1-10.
[12]舒小华.四川新光硅业多晶硅项目管理实施研究[D].西南交通大学,工业工程,2013,硕士.
[13]刘长城.基于BIM理论的建筑能耗评估和分析[D].安徽建筑大学,市政工程,2013,硕士.
[14]刘淼.课堂教学设计中的学生分析研究[D].首都师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[15]金芳.网络信息资源分类组织研究[D].华东师范大学,2001.
[16]刘嘉.《史记》“太史公曰”文体研究[D].华东师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[17]王琳琳.我国国债利率期限结构及其对通货膨胀预测能力的实证研究[D].南京农业大学,应用数学,2012,硕士.
[18]李虹.中国地质调查局人才保障问题与对策研究[D].中国地质大学(北京),公共管理,2013,硕士.
[19]白邈.益气通腑法治疗慢传输型便秘气虚证的临床观察[D].北京中医药大学,中医外科,2013,硕士.
[20]陈学敏.论我国《预算法》的修改[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[21]李小辉.突跳式温控器用片弹簧优化设计方法的研究[D].浙江理工大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[22]姜茜.大陆和香港英语媒体2012年两会报道议程设置比较研究[D].上海外国语大学,新闻学,2013,硕士.
[23]张颖,段慧文.舞台机械标准制定工作漫谈[J].演艺设备与科技.2004(06)
[24]张天鹏.校园一卡通餐厅和控水系统设计及其安全性研究[D].郑州大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[25]吴厚.我国信息公开商业秘密例外制度研究[D].浙江大学,法律(专业学位),2012,硕士.
[26]马丽娜.云龙示范区休闲农业发展模式研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[27]张昊鹏.基于LSPR受激辐射放大的金属—介质纳米激光器及其特性研究[D].宁波大学,光学,2014,硕士.
[28]张桂花,赵云慧.小直径矿井箕斗仓滑模施工方法[J].科技情报开发与经济.1999(06)
[29]孙继涛.多滞后时变区间动力系统的稳定性和衰减率[J].自动化学报,1996,03:362-365.
[30]朱梅琴.电子政务发展的公众服务取向及CRM的策略应用[D].华东师范大学,2005.
[31]刘智.行程反馈式液压凿岩机冲击机构动力学仿真及其性能测试方法研究[D].广东工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[32]徐国利.论网络时代信息人员的信息能力[J].图书馆论坛,2003,02:27-29.
[33]吴银娟.新窑煤矿安全文化建设研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
[34]邢继祥,黄亚锋,李铁才.PI调节器用于离散线性系统跟踪问题的最优设计[J].自动化学报,1990,06:551-554.
[35]徐京城,刘轶,卞迎春.纳米碳含能复合材料热分解的反应分子动力学研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第41分会:燃料与燃烧化学[C].中国化学会:,2014:1.
[36]贺素清.内蒙古羊毛产业连锁经营对策研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[37]廉莲.环境风险感知的心理距离研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[38]牛小飞,石冰.基于向量和矩阵的挖掘关联规则的高效算法[J].计算机工程与应用,2004,12:170-173.
[39]薛伟,李向义,朱军涛,林丽莎,王迎菊.遮阴对疏叶骆驼刺叶形态和光合参数的影响[J].植物生态学报,2011,01:82-90.
[40]霍永.兰州城投房地产公司项目管理现状分析与对策研究[D].兰州大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[41]刘娜.《环球时报》国内议题社评研究(2009.4-2014.3)[D].四川外国语大学,文艺学,2014,硕士.
[42]黄兵,胡作进,周献中.优势模糊粗糙模型及其在审计风险评估中的应用[J].控制与决策,2009,06:899-902.
[43]张婕.唐代窃盗罪研究[D].吉林大学,法律史,2014,硕士.
[44]霍玉平.大鼠MrgC受体调制CFA炎性痛的阿片机制[D].福建师范大学,细胞生物学,2012,硕士.
[45]白志勋.TGF-β1/Smads/ILK信号通路在环孢素诱导肾小管上皮细胞转分化中的作用[D].遵义医学院,肾内科,2013,硕士.
[46]吴艳玲.基于ASP.Net的网上订餐系统设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[47]张宏伟.主氦风机驱动电机多频率运行状态的性能分析[D].哈尔滨理工大学,电机与电器,2012,硕士.
[48]罗鸿.黄柏中黄柏碱的提取纯化工艺研究[D].西南交通大学,制药工程,2014,硕士.
[49]王勇.高桥地区马五_(1+2)气藏气水分布规律研究[D].成都理工大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[50]于波.离婚经济补偿:司法适用与制度应对[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.

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