【摘 要】
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边坡结构作为一种广泛分布的地质体,在世界各地均有广泛分布。在传统边坡稳定性分析过程中,土体的物理、力学特性主要基于均匀化理论,较少考虑土体的非均匀特性。除此之外,受自然环境(降雨、地震等因素)和人为活动影响,边坡中往往存在初始裂隙。忽略土体非均匀特性与初始裂隙将导致边坡稳定性评估结果与真实边坡稳定性状态存在差异。因此,本文以镇江市某带有裂隙的边坡稳定性评估工程为背景,基于蒙特卡洛随机算法,在考虑土
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边坡结构作为一种广泛分布的地质体,在世界各地均有广泛分布。在传统边坡稳定性分析过程中,土体的物理、力学特性主要基于均匀化理论,较少考虑土体的非均匀特性。除此之外,受自然环境(降雨、地震等因素)和人为活动影响,边坡中往往存在初始裂隙。忽略土体非均匀特性与初始裂隙将导致边坡稳定性评估结果与真实边坡稳定性状态存在差异。因此,本文以镇江市某带有裂隙的边坡稳定性评估工程为背景,基于蒙特卡洛随机算法,在考虑土体强度非均匀特性的前提下,研究裂隙分布特征和扩展特征对边坡稳定性的影响,具体研究内容如下:1)详细介绍了该边坡工程的位置、周边环境、地质条件、不良地质特征以及水文降雨条件;描述了滑坡灾害的现状、几个典型的破坏断面;从地形地貌、地层特点、气候条件、人为活动等多方面对边坡产生失稳的原因进行分析讨论。(第二章)2)通过室内试验,对边坡土体的强度特性进行测试,从统计意义上证明了边坡土体强度的非均匀性;采用极限分析有限元,基于蒙特卡洛算法构建了考虑土体非均匀特性的边坡稳定性分析模型,并对该模型的合理性进行验证;采用上述模型,研究了土体强度离散性(非均匀系数、非均匀分布长度)对边坡稳定性的影响。(第三章)3)通过理论分析,对边坡裂隙的分类特点和裂隙产生的主要原因进行研究;基于裂隙分布特点,通过数值分析研究了裂隙分布位置(顶部、中前部、中部、中后部和底部)、裂隙倾角(60°,75°,90°,105°,120°)和裂隙长度(0,2,4,6,8,10m)对边坡稳定性的影响。结果表明:坡顶和坡脚裂隙对边坡稳定性的影响较大;裂隙倾角方向平行于边坡剪切带时,边坡的安全系数下降最多;随着裂隙深度的增加,边坡安全系数逐渐减少,但减少幅值逐渐降低。(第四章)4)通过理论研究,分析了降雨入渗对土体强度、裂隙宽度和裂隙长度的影响;基于数值分析模型,研究了裂隙发展方向(60°,75°,90°,105°和120°)和土体弱化半径(0.5,1,1.5,2m)对边坡稳定性的影响,结果表明:当裂隙发展方向平行于边坡剪切带时,边坡的安全系数下降最多;随着裂隙周边土体弱化半径的增加,边坡安全系数逐渐降低。从坡面排水和地下排水的角度出发,提出了边坡排水措施,以支持边坡。(第五章)
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