【摘要】： 在对国内外膨胀土路堑边坡处治方法调研分析的基础上，针对南友公路膨胀土存在的问题，从膨胀土的主要工程特性入手，在对南友路大量滑坡进行详细的地质勘察和监测的基础上，探讨膨胀土滑坡的特征规律与影响路堑边坡稳定性的主要原因，并尝试提出适合南友路膨胀土路堑边坡的整体稳定性分析方法，对其进行分析和评价。在此基础上提出行之有效的膨胀土路堑边坡的综合防治措施，直接为南友路的顺利建设提供科学依据。主要研究内容分述如下： 1、对非饱和土的吸力和土-水特征曲线作了讨论，叙述了非饱和膨胀土应力状态变量和抗剪强度表达式，详细分析了膨胀土的强度特性及其影响因素，讨论了膨胀土抗剪强度的取值标准。 2、对膨胀土的开裂问题进行定性和定量的分析，研究了膨胀土裂隙在大气营力及外荷载等因素的作用下如何发展变化；同时尝试有效的裂隙观测方法，寻求合适的裂隙度量指标。 3、对于依托工程现场降雨诱发滑坡试验进行了详细的描述，观测了降雨入渗对膨胀土路堑边坡土体内部温度、土压力、含水量和变形的影响。 4、根据南友路膨胀土路堑边坡塌滑的特点，建立考虑裂隙和地质构造面倾角的顺层边坡塌滑计算模型，并进行边坡稳定性验算。 5、结合边坡稳定性分析结果，对土工格栅、树根桩+矮脚挡墙处置膨胀土路堑边坡的防治方法进行了FLAC数值分析。 【关键词】：非饱和膨胀土 裂隙 路堑边坡 监测 稳定性分析 FLAC分析
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U416.14
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.170581
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究的意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 膨胀土开裂问题12-13
• 1.2.2 降雨入渗问题13-16
• 1.2.3 膨胀土边坡稳定性分析16-18
• 1.3 论文的研究背景及主要内容18-20
• 第二章 非饱和膨胀土强度理论及研究20-37
• 2.1 概述20-21
• 2.2 非饱和土的强度理论21-28
• 2.2.1 非饱和土的应力状态变量21-23
• 2.2.2 考虑基质吸力的非饱和土的强度研究23-26
• 2.2.3 土—水特征曲线26-28
• 2.3 非饱和膨胀土的强度研究28-36
• 2.3.1 膨胀土的强度特性29-31
• 2.3.2 影响膨胀土抗剪强度的主要因素31-33
• 2.3.3 膨胀土抗剪强度取值讨论33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 非饱和膨胀土开裂的理论分析37-51
• 3.1 概述37-39
• 3.2 膨胀土初始开裂深度39-43
• 3.2.1 膨胀土开裂的机理39-41
• 3.2.2 裂隙扩展的弹性解41-43
• 3.3 膨胀土裂隙的量测43-47
• 3.3.1 非饱和膨胀土裂隙的度量指标44-45
• 3.3.2 非饱和膨胀土裂隙的量测方法45-47
• 3.4 裂隙对膨胀土的渗透性和强度的影响47-49
• 3.4.1 裂隙对膨胀土渗透性的影响47-48
• 3.4.2 裂隙对土体强度的影响研究48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 南友公路膨胀土路堑边坡的现场监测分析51-75
• 4.1 南友高速公路宁明段膨胀土的特性51-54
• 4.1.1 自然地理概况51-52
• 4.1.2 区域工程地质构造与土性特征52-54
• 4.2 试验路段综合监测系统的设计54-62
• 4.2.1 监测仪器的布置55-57
• 4.2.2 跟踪监测的主要内容57-62
• 4.3 监测成果及分析62-74
• 4.3.1 大气温度变化与地下浅层温度变化的关系分析62-66
• 4.3.2 降雨对边坡土体含水量的影响分析66-69
• 4.3.3 降雨对边坡水平变形的影响69-72
• 4.3.4 降雨对边坡竖向变形的影响72-73
• 4.3.5 表层渗透性量测结果73
• 4.3.6 表层裂隙发展观测结果73-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第五章 膨胀土路堑边坡稳定性分析75-97
• 5.1 概述75-76
• 5.2 南友路膨胀土滑坡特征规律及其成因76-83
• 5.2.1 膨胀土路堑边坡破坏的主要类型和规律76-78
• 5.2.2 膨胀土滑坡的机理分析78-80
• 5.2.3 南友路路堑边坡失稳勘察与原因分析80-83
• 5.3 非饱和膨胀土路堑边坡稳定性分析方法83-93
• 5.3.1 膨胀土边坡滑动面的几何形态83-85
• 5.3.2 边坡稳定性分析的Sarma法85-87
• 5.3.3 基于非饱和土力学理论的 Fredlund通用极限平衡分析法87-90
• 5.3.4 稳定性计算与结果分析90-93
• 5.4 考虑裂隙和结构面的顺层边坡稳定性计算93-96
• 5.4.1 破坏模式94
• 5.4.2 理论分析94-95
• 5.4.3 稳定性计算95-96
• 5.5 本章小结96-97
• 第六章 南友公路膨胀土路堑边坡 FLAC分析97-110
• 6.1 有限差分程序 FLAC软件97-100
• 6.1.1 FLAC软件的主要特点97-98
• 6.1.2 FLAC软件求解一般过程98-100
• 6.2 模型的建立100-102
• 6.2.1 土体参数的确定100-101
• 6.2.2 计算方案101-102
• 6.3 计算结果及分析102-108
• 6.3.1 自然状态下不考虑土体抗拉强度103
• 6.3.2 自然状态下考虑土体的抗拉强度103-105
• 6.3.3 自然状态下考虑抗拉强度和膨胀力作用105-106
• 6.3.4 土工格栅柔性挡墙支护106-107
• 6.3.5 树根桩+矮角挡墙支护107-108
• 6.4 本章小结108-110
• 第七章 全文总结与展望110-113
• 7.1 本文主要结论110-112
• 7.2 有待进一步研究的问题112-113
• 参考文献113-122
• 致谢122-123
• 攻读硕士期间发表的论文和参加科研项目123