昔格达层高填方路堤边坡稳定性研究

摘要

近年来特殊土作为路堤填料的路堤边坡稳定性研究一直是岩土工程的一个重要课题，关于一些特殊土用于路堤填料，目前已经被一些实际工程所采用，但是特殊土用于高填方路堤的稳定性研究依然不足，尤其是昔格达层作为路堤填料用在铁路路堤填料方面和抗滑桩加固对昔格达层高填方边路堤边坡稳定性影响的研究非常少，基本是一个空白，尚缺乏针对其物理力学性质及其工程特性的系统研究及总结。
　　本论文依托成昆铁路攀枝花南站建设，以中铁二院关于“昔格达层超高路堤及深路堑工程的关键技术研究”为研究背景，从已有的边坡稳定性研究理论和抗滑桩加固机理出发，选取了典型路堤横断面，利用数值分析软件FLAC3D，建立昔格达层高填方路堤模型。首先对未采用抗滑桩加固的昔格达层高填方路堤与抗滑桩加固的昔格达层高填方路堤的边坡水平位移、沉降量、以及安全系数进行对比分析。其次在确定选用抗滑桩加固的情况下，分析对比了10个不同桩位工况和5个不同桩间距工况下路堤边坡的水平位移、沉降量，边坡安全系数，得出最优的空间桩位。针对最优空间桩位加固的高填方路堤模型进行数值模拟，得出路堤回填后的水平位移、沉降量、桩身所受土压力力以及桩水平位移的变化规律，以便与将来实际监测结果作出对比分析。
　　通过数值模拟分析结果，得出高填方昔格达层路堤在未采用抗滑桩加固的情况下，会发生失稳;随着桩位向路堤中心线靠近，沉降量和水水平位移不断增大，安全系数先增大后减小，最优横向桩位为桩中心线距离路堤中心线52m处桩位;不同桩间距对桩的水平位移和沉降量影响较小，随着桩间距增大，沉降量和水平位移不断增大，安全系数不断减小，最优桩间距为6m。针对DK591+160路基横断面最优桩位进行模拟，得出路堤的水平位移和沉降量会随着填方高度的增加而增加，路堤的沉降量最大位置主要集中在路肩至路堤中心区段，桩身所受土压力随着桩的深度的增加，先增大后减小，桩的水平位移随着桩的深度增加，从桩顶到桩底不断减小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 选题背景及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 昔格达地层相关研究

1．3．2 边坡稳定性研究现状

1．3．3 抗滑桩加固边坡稳定性方法综述

1．4 研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第2章 抗滑桩设计与计算

2．1 理论现状

2．2 设计荷载

2．2．1 作用在抗滑桩上的力系

2．2．2 滑坡推力计算

2．3 桩身内力和变位计算

2．3．1 滑动面以上桩身变位和内力计算

2．3．2 滑动面以下桩身变位和内力计算

第3章 FLAC3D有限差分法理论基础

3．1 概述

3．2 本构模型

3．2．1 模型简介

3．2．2 空模型

3．2．3 各向同性弹性模型

3．2．4 摩尔-库仑模型

3．3 FLAC3D计算基本原理

3．3．1 有限差分法

3．3．2 混合离散法

3．4 强度折减法基本原理

3．4．1 基本原理

3．4．2 实现过程

第4章 昔格达层高填方路堤稳定性分析

4．1 研究区内工程地质条件

4．1．1 工程概况

4．1．2 地址地貌

4．1．3 地层岩性

4．1．4 地质构造

4．2 昔格达层地层及工程地质条件评价

4．2．1 第三系昔格达(N2x)地层

4．2．2 地质评价

4．3 未采用抗滑桩加固的路堤数值计算模型及参数选取

4．3．1 几何模型选取

4．3．2 数值参数

4．2．3 模拟过程

4．4 未采用抗滑桩加固的路堤模型开挖后填筑过程的模拟分析

4．5 未采用抗滑桩加固的路堤模型与抗滑桩加固模型对比分析

4．5．1 抗滑桩加固模型

4．5．2 数值参数

4．5．3 抗滑桩加固模型与未采用抗滑桩加固模型的对比分析

4．6 本章小节

第5章 加固路堤的桩位优化分析

5．1 概述

5．2 研究思路

5．3 不同桩位置对边坡稳定性的影响分析

5．3．1 不同桩位路堤沉降量和水平位移对比

5．3．2 不同桩位边坡安全系数比较分析

5．4 不同桩间距对边坡稳定性的影响分析

5．4．1 不同桩间距路堤沉降量和水平位移对比

5．4．2 不同桩间距桩位处横断面水平位移比较分析

5．4．3 不同桩间距边坡安全系数比较分析

5．5 小结

第六章 昔格达层高填方路堤FLAC3D模拟变形分析

6．1 概述

6．2 监测内容以及方法

6．3 数值模拟分析

6．3．1 数值模型的选择及数据处理

6．3．2 路堤沉降和水平位移数值模拟

6．4 小结

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要科研工作