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基于监测风化花岗岩高边坡的稳定性评价与预测

时间:2010-05-25 18:07来源: 作者:张宝成   点击:
风化花岗岩高边坡 边坡监测 数值模拟 灰色理论 边坡稳定性 预测预报
  【摘要】:边坡监测手段为基础对边坡进行稳定性预测预报研究是确保边坡稳定的有效而重要的途径之一,本文通过广东汕梅高速公路K53+760~K54+022段左侧高边坡为实例,以边坡动态监测分析结果为瓶颈,结合FLAC数值模拟、极限平衡理论、灰色理论等方法,对实例高边坡做出稳定性评价、建立其安全系数与最大位移的失稳标准以及预测的理论模型,同时对高边坡的设计方案、施工工艺提出合理化建议,最终揭示采用锚杆锚索框架梁对风化花岗岩残积土高边坡支护方案的可行性。主要的研究内容: (1)通过对高边坡监测数据的采集与分析,判定边坡的稳定状态,及时调整设计参数和改进施工工艺,做到信息化设计与施工。 (2)采用FLAC数值模拟与极限平衡理论分析方法对边坡发展过程的稳定状态进行分析。 (3)以实例工程位移监测数据为基础,建立基于等时距原理的不等时距GM(1.1)预测模型,对实例边坡的位移发展进行预测。通过监测数据结合理论分析说明风化花岗岩高边坡采用锚杆锚索框架梁支护 方案加固效果良好;FLAC数值模拟、边坡稳定理论计算、结合边坡深部位移监测能对高边坡安全稳定做出合理判别,灰色理论对实例边坡位移变形的预测,通过与实测数据对比证明预测模型精度较好。 【关键词】:风化花岗岩高边坡 边坡监测 数值模拟 灰色理论 边坡稳定性 预测预报
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U416.14
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2008.071376
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第一章 绪论8-13
  • 1.1 引言8
  • 1.2 边坡监测技术发展状况与目的8-9
  • 1.3 边坡预测预报发展状况9-10
  • 1.4 边坡稳定性分析研究状况10
  • 1.5 论文研究的内容、思路、目的和创新10-13
  • 1.5.1 本文研究的主要内容11
  • 1.5.2 研究思路11
  • 1.5.3 本文研究的主要目的与创新点11-13
  • 第二章 路堑高边坡动态监测系统的设置与实施13-33
  • 2.1 高边坡概况13-15
  • 2.1.1 边坡地形地貌13
  • 2.1.2 地层岩性13-14
  • 2.1.3 气候及水文地质概况14
  • 2.1.4 区域地质构造及地震活动14-15
  • 2.2 动态监测系统的设置15-19
  • 2.2.1 边坡工程动态监测的意义15-16
  • 2.2.2 边坡动态监测原则16-17
  • 2.2.3 汕揭高边坡动态监测仪器的选取与工作原理17-19
  • 2.3 路堑高边坡现场监测的实施19-32
  • 2.3.1 路堑高边坡设计基本概况19-20
  • 2.3.2 监测断面的选取20
  • 2.3.3 深孔测斜20-25
  • 2.3.4 锚索测力计的布置与安装25-26
  • 2.3.5 锚杆测力计的布置与安装26-28
  • 2.3.6 三级边坡一榀框架原位测试仪器的安装28-32
  • 2.4 结32-33
  • 第三章 路堑高边坡动态监测结果分析33-54
  • 3.1 现场监测数据采集与处理33-34
  • 3.1.1 测斜读数仪数据采集与计算原理33-34
  • 3.2 A-A 断面监测结果分析34-40
  • 3.2.1 测斜监测结果分析35-38
  • 3.2.2 锚杆锚索测力计监测结果分析38-40
  • 3.3 B-B 断面监测结果分析40-42
  • 3.3.1 测斜仪监测结果分析40-42
  • 3.4 C-C 断面监测结果分析42-47
  • 3.4.1 测斜仪监测结果分析42-46
  • 3.4.2 锚杆锚索测力计监测结果分析46-47
  • 3.5 三级边坡一榀框架原位测试结果分析47-53
  • 3.5.1 框架内力监测分析47-49
  • 3.5.2 锚索框架梁所受地基反力与锚索预应力在类土质边坡中的传递规律49-51
  • 3.5.3 锚固段锚索轴力的分布及其随时间的损失情况51-53
  • 3.6 小结53-54
  • 第四章 路堑高边坡数值模拟分析与稳定性评价54-75
  • 4.1 三断面数值模型分析54-70
  • 4.1.1 FLAC2D 原理及特点54-57
  • 4.1.2 数值模拟模型的建立57-59
  • 4.1.3 A-A 断面无支挡状态下的数值模拟分析(工况1)59-62
  • 4.1.4 考虑锚索加固及地下水的数值模拟分析(工况2)62-64
  • 4.1.5 B-B 断面无支挡状态下的数值模拟分析(工况1)64-67
  • 4.1.6 C-C 断面无支档状态下的数值模拟分析(工况1)67-70
  • 4.2 极限平衡边坡稳定系数计算70-74
  • 4.2.1 计算剖面的确定71
  • 4.2.2 计算参数的选取71
  • 4.2.3 计算工况71-72
  • 4.2.4 计算结果与分析72-74
  • 4.3 小结74-75
  • 第五章边坡变形预测预报研究75-84
  • 5.1 灰色预测模型的建立75-78
  • 5.1.1 数据累加生成75-76
  • 5.1.2 灰色GM(1,1)建模76-77
  • 5.1.3 不等时距GM(1,1)模型77
  • 5.1.4 灰色预测的精度检验77-78
  • 5.2 实例高边坡灰色变形预测78-83
  • 5.2.1 原始序列可行性判断78-80
  • 5.2.2 不等时距模型预测80-83
  • 5.3 小结83-84
  • 第六章 高边坡安全与稳定性预警84-87
  • 6.1 边坡失稳基本判据84
  • 6.2 高边坡预警预报84-87
  • 6.2.1 安全系数法预报84-85
  • 6.2.2 位移预警预报85-86
  • 6.2.3 边坡预测模型图解预报86-87
  • 第七章 总结与展望87-89
  • 7.1 总结87-88
  • 7.2 展望88-89
  • 致谢89-90
  • 参考文献90-92
  • 在学期间发表的论著92
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