巴中机场五显庙深切沟谷高填方边坡稳定性研究

摘要

为拉动巴中地区的经济发展，拟在巴中恩阳地区开建巴中机场。巴中属低山丘陵区，开建机场势必会牵涉高填方问题。而在巴中机场的西南端及中部分布有众多深切沟谷，在此类地区进行高填方，其高填方的稳定必须引起重视。因此本文以巴中机场西南端的五显庙深切沟谷的高填方边坡稳定性及不同填筑方案的高填方边坡的稳定性进行研究，以期为该机场建设设计提供依据。
　　论文首先通过工程地质测绘、现场钻探、室内试验等勘察手段查明了研究区工程地质条件。分析了五显庙沟谷区不同填筑方案下影响稳定性的主要因素，即填料压实度、填方坡比、以及填筑体与高陡边坡原地面的处理方式。在此基础上通过极限平衡理论及数值模拟方法，同时，为了减少征地范围，降低工程量，节约成本，研究对初步设计填筑方案下的填方边坡稳定性、填筑方案坡率等进行了论证和优化。研究成果显示:
　　(1)按照初步设计的填筑方案、考虑在90％压实度填筑后形成的高填方边坡在暴雨工况下处于不稳定状态。随着填料压实度的增加，填方边坡稳定性逐渐加强。当压实度为92％时，高填方边坡在暴雨工况下依然处于不稳定状态;当压实度为94％时，高填方边坡处于稳定状态，但是安全储备较低;当压实度达96％时，高填方边坡处于稳定状态，安全储备相对较高。
　　(2)以96％的压实度为基准，采用极限平衡法计算并探讨了填筑坡率对填方边坡稳定性的控制作用，并对坡率进行了优化。以1∶1.75的坡率进行填筑时，边坡处于稳定状态;以1∶1.5的坡率下进行填筑时，边坡在各种工况下处于欠稳定状态。同时通过对潜在滑面的搜索发现其潜在滑面均沿填筑体与基岩的接触面进行滑移。
　　(3)为了确保填筑体与基岩接触面抗滑稳定性，以1∶1.5的坡率，探讨了在接触面开挖抗滑台阶的效果。通过对比开挖台阶前后对稳定性的影响及填方内部应力应变变化情况，认为开挖台阶后高填方处于稳定状态下，并且在填筑体与基岩接触面的应力集中及塑性破坏区都得到了明显的改善，按照研究所提的开挖台阶以确保高填方稳定性的方案可行。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．2 顺坡高填方边坡稳定性研究现状

1．2．1 高填方边坡稳定性评价方法

1．2．3 边坡治理措施现状

1．3 主要研究内容

1．4 研究思路与技术路线

第2章 区域自然地理及工程地质条件

2．1 气象与水文

2．1．1 气象

2．1．2 水文

2．2 区域地形地貌

2．3 区域地层岩性

2．4 区域水文地质条件

2．5 区域地质构造

2．6 新构造运动与地震

第3章 五显庙填方区工程地质条件

3．1 五显庙填方区地形地貌

3．2 五显庙填方区地层岩性

3．3 五显庙填方区水文地质条件

3．4 岩土体物理力学参数研究

3．4．1 岩土体基本物理特征

3．4．2 室外试验

3．4．3 室内试验

3．5 全强风化砂岩填料强度研究

3．5．1 直剪试验

3．5．2 三轴试验

3．6 研究区主要工程地质问题

第4章 五显庙高填方边坡稳定性研究

4．1 直接填方稳定性地质分析

4．2 初步方案介绍

4．3 高填方边坡稳定性极限平衡分析

4．3．1 边坡稳定性极限平衡理论

4．3．2 稳定性计算剖面选取、工况选取及参数选取

4．3．3 安全系数选取

4．3．4 计算结果及分析

4．4 高填方边坡稳定性数值分析

4．4．1 FLAC-3D基本原理及特点

4．4．2 地质模型的概化

4．4．3 参数选取

4．4．4 数值模拟结果分析

第5章 高填方方案优化研究

5．1 五显庙沟谷填筑方案稳定性影响因素

5．2 填料不同压实度对高填方边坡稳定性的影响分析

5．2．1 填料在92％压实度下的稳定性

5．2．2 填料在94％压实度下的稳定性

5．2．3 填料在96％压实度下的稳定性

5．3 填方坡比对高填方边坡稳定性的影响分析

5．3．1 在1∶1．75的坡率下的稳定性

5．3．2 在1∶1．5的坡率下的稳定性

5．4 原坡面不同处理方案对高填方稳定性影响

5．4．1 原坡面处理方案Ⅰ对高填方稳定性影响

5．4．2 原坡面处理方案Ⅱ对高填方稳定性影响

5．5 最终填筑方案数值模拟分析

5．5．1 变形特征

5．5．2 应力特征

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果