裂隙岩体边坡在降雨作用下的稳定性研究

论文摘要

我国幅员辽阔,山川丘陵分布广泛。随着科学技术的不断发展和社会需求的不断提高,人们对于山区的开发和利用正在不断加深。大量边坡工程的建设以及大量滑坡灾害的发生,使得人们对于边坡稳定性的研究越来越重视。边坡失稳是许多因素共同作用所导致的结果,其中降雨的影响不可忽视。在裂隙岩体边坡中,主要由结构面控制边坡的渗流和破坏。随机分布的结构面的特性决定了裂隙岩体的渗流特性。本文基于统计岩体力学理论,从各向异性的角度推导了全空间分布渗透系数的计算公式和岩体边坡的浸润线方程。采用SMRM岩体工程参数计算系统和基于不平衡推力法原理开发的边坡稳定性分析程序,计算分析裂隙岩体边坡在降雨作用下的稳定性,并对相关参数进行了研究。主要成果和结论如下:(1)介绍了裂隙岩体的渗流特性及其成因,表明各渗透特性相互影响,相互作用,且都与岩体中结构面的性质和分布有关。其中裂隙岩体渗流的各向异性是其最本质的特性。(2)在统计岩体力学理论的基础上,推导了全空间分布渗透系数的计算公式,并通过隙宽变化分析了围压条件下边坡应力场对渗流场的影响。介绍了基于上述理论开发的渗透系数计算程序,并研究了与结构面相关的各参数对全空间分布渗透系数的影响。(3)利用各向异性渗透系数分析雨水在裂隙岩质边坡中的渗流,表明降雨入渗时起作用的为入渗方向上的渗透系数,地下水渗流时起作用的为水力坡度方向上的渗透系数,两者在数值和作用机理上存在差异。并对地下水动力学中的经典浸润线方程进行修正,使其适用于计算裂隙岩质边坡在降雨作用下的地下水位。(4)对比多种刚体极限平衡法,发现不平衡推力法基本符合裂隙岩体边坡研究的需要。通过进一步研究可知,不平衡推力法的两种算法各有优缺点,在实际工程中可以根据需求综合使用。(5)结合裂隙岩体边坡的浸润线方程,基于不平衡推力法采用C#语言编写了降雨作用下裂隙岩体边坡的稳定性分析程序,并对其开发思路、核心功能以及使用方法进行说明。(6)以山口岩大坝附近一处岩质边坡为例,验证裂隙岩体边坡浸润线方程的可靠性和边坡稳定性分析程序的有效性。以绍兴老鹰山露天矿山边坡为例,根据实测结构面数据和地质勘查资料,利用自编程序进行矿山边坡的稳定性分析。此外进一步研究了与降雨相关或受降雨影响的各参数对岩体边坡稳定性的影响。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 范健辉

导师: 伍法权,魏尚朝

关键词: 岩体边坡,降雨入渗,稳定性,浸润线方程,不平衡推力法

来源: 绍兴文理学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 绍兴文理学院

分类号: TU457

总页数: 86

文件大小: 3369K

下载量: 142

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