滨库滨海淤泥质岸坡填土造地新方法研究

摘要

我国的基础工程建设取得了突飞猛进的发展，在随后的20年左右将迎来前所未有的建设高峰期，滨海滨库地带填土造地逐渐成为滨库滨海地区提高土地资源利用率的重要手段，填土造地所带来的经济、环境、社会影响成为大家关注的焦点，同时三峡蓄水后，移民数量不断增加，高达达113万，移民数量的增加使得土地资源的紧张，人口的迅速增长等更加剧了土地的匮乏。岸坡在天然状态下是稳定的，通过开挖回填再造之后，土体发生扰动，加之在岸坡上部建屋铺路，建筑物的自重加上动荷载作用在岸坡上，则容易发生失稳，损坏上层建筑及影响周围居民正常生活，岸坡失稳必然要对库区城镇居民的生命财产安全造成不同程度的威胁。基于上述研究背景，本文紧密结合宁江岛岸坡回填工程，提出了分区填土技术、滨海滨库填土岸坡与原岸坡有效结合技术、填土与护岸结构同步排水技术三种关键技术，利用Sigma/w模块模拟开挖回填及库水位作用下岸坡应力应变变化规律，并将Slope/w模块和Seep/w模块进行耦合，研究开挖台阶及水位涨落速度与岸坡稳定性之间的关系。
　　本研究主要内容包括：⑴通过查阅大量关于造地型岸坡的文献资料，分析其研究现状，总结其不足，提出了填土岸坡与原岸坡相容性概念。填土岸坡与原岸坡的相容性就是指填土体与原岸坡界面的有效的契合，实现无缝连接，增大其相互之间的摩擦力，从而增强岸坡稳定性。⑵从填土体与原岸坡的结合形式入手，结合填土体与原岸坡土体性质确定了可能的三个滑动面，并基于此展开后续的模拟工作，通过Slop-w模块确定了最优台阶宽度为2m。⑶基于饱和-非饱和渗流理论，通过Geo-studio模拟软件模拟最优开挖台阶宽度下不同水位涨落速度对宁江岛岸坡的稳定渗流情况，通过模拟结果得到了水位涨落速度与岸坡稳定渗流之间的变化关系:水位上涨速度越快，库水的入渗所产生的孔隙水压力会大大降低岸坡的稳定性。⑷在填土造地工程中，均会涉及填土界面处理、填土的排水及保证稳定性等问题，根据模拟结果分析出来的稳定系数变化规律提出了填土造地防护技术与同步排水技术。本研究提出的滨海滨库地带填土造地的关键技术，能够在填土造地施工技术方面发挥较大作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 造地型岸坡机理及稳定性研究现状

1．2．2 造地型岸坡防护技术研究现状

1．2．3 填土岸坡与原岸坡的相容性研究

1．2．4 填土岸坡渗流稳定性研究

1．2．5 极限平衡数值分析

1．3 当前研究存在的主要问题

1．4 本文主要研究内容、思路及技术路线

1．4．1 本文的主要研究内容及思路

1．4．2 本文研究的技术路线

第二章 巫山宁江岛造地型护岸工程

2．1 自然地理概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 地层岩性

2．1．4 地质构造

2．3 造地型岸坡稳定性影响因素

2．3．1 库水作用

2．3．2 降雨作用

2．3．3 人类工程活动

2．4 宁江岛岸坡稳定性分析

2．4．1 传递系数法

2．4．2 计算结果

2．4．3 计算结果分析

2．5 本章小结

第三章 宁江岛护岸工程填土造地新方法

3．1 分区填土

3．1．1 填筑方案设计

3．2 滨海滨库填土岸坡与原岸坡有效结合技术

3．2．1 台阶开挖

3．3 宁江岛岸坡防护技术

3．3．1 填土造地岸坡防护技术

3．3．2 填土与护岸结构同步排水技术

3．4 本章小结

第四章 造地型岸坡失稳机制分析及变化规律

4．1 土质岸坡分类

4．2 岸坡稳定性分析方法研究

4．2．1 定性分析方法

4．2．2 定量分析方法

4．3 填土岸坡应力应变理论研究

4．3．1 开挖填土过程中岸坡平面应力状态

4．3．2 库水位涨落下岸坡体的饱和-非饱和渗流理论

4．3．3 土水作用机理

4．3．4 填土岸坡失稳破坏依据

4．4 开挖回填过程中岸坡破坏变形规律

4．4．1 几何模型

4．4．2 本构模型

4．4．3 开挖回填前后岸坡应力场分析

4．5 宁江岛造地型岸坡失稳机制分析

4．5．1 开挖回填过程中岸坡失稳破坏机制

4．5．2 库水位与岸坡破坏的耦合机制

4．6 本章小结

第五章 宁江岛护岸工程填土造地新方法的数值模拟分析

5．1 前言

5．2 软件简介

5．3 岸坡稳定系数计算

5．3．1 计算方法

5．3．2 滑面的确定

5．4 不同开挖台阶及库水位涨落速度下的填土岸坡计算模型

5．4．1 岸坡模型建立及参数选取

5．4．2 工况设置

5．4．3 填土岸坡与原岸坡的有效结合的数值模拟

5．4．4 库水位涨落对宁江岛填土岸坡的稳定渗流影响数值模拟

5．5 计算结果分析

5．5．1 不同台阶宽度情况下填土岸坡稳定性变化规律

5．5．2 在理想台阶宽度及不同水位涨落速度下对填土岸坡的稳定性及渗流变化规律影响

5．6 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果