基于滑带土力学性质的某黄土滑坡成因机理及稳定性分析

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1、分类号：P64210710-2015226055专业硕士学位论文基于滑带土力学性质的某黄土滑坡成因机理及稳定性分析董阳导师姓名职称苏生瑞教授宁社教教授级高工专业学位类别申请学位级别专业硕士地质工程及领域名称论文提交日期2018年5月16日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学FormationMechanismandStabilityAnalysisofaLoessLandslideBasedontheMechanicalPropertiesofSlidingzoneSoilADissertationSubmittedforth

2、eDegreeofMasterCandidate：DongYangSupervisor：Prof.SuShengruiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着我国西部大开发的步伐逐渐加快，陕北黄土高原地区多条公路的建设需要对原始边坡进行改造，坡脚开挖形成路堑边坡在该地区成为了一种普遍现象，随之产生的滑坡、崩塌等边坡失稳现象层出不穷。本文针对志丹县境内某公路路基修建过程中发生的一处滑坡进行研究。在现场调查的基础上，采取滑带土样进行了室内原状和重塑土物理力学试验，研究了滑带土物理力学性质变化，然后采用MIDASNX有

3、限元软件进行三维数值模拟，结合室内试验结果总结分析滑坡形成机理，最后利用可拓学理论进行滑坡稳定性分析。论文的主要成果有：（1）在总结分析滑坡工程地质概况的基础下，取滑坡发生剧烈滑动后的滑带土样，进行物理试验得到其含水率、干密度、液塑限、粒径级配等参数，进行直剪、三轴和环剪试验得到相关力学性质参数，对三轴试验剪切后土样进行了微观结构分析，得出其土体孔隙与裂缝发展规律；采用三种力学试验对滑带土抗剪强度及其参数进行系统分析，得出滑带土在低含水率情况下力学性质较强，但是含水率接近饱和时其抗剪强度急剧下降。（2）通过MIDASNX有限元软件进行三维数

4、值模拟，结果表明：滑坡稳定系数小于1，处于不稳定状态，坡体的变形主要受地形的影响，地形平缓处坡体稳定性高，坡脚陡峭处稳定性低，滑动位移大；另外，主滑坡带动东侧填土平台发生了一定程度的位移；最大剪应变出现在滑坡剪出口处滑带土中，且沿滑带土贯通，为牵引式滑坡的典型运动模型。（3）结合现场调查、室内试验和数值模拟结果分析，认为影响滑坡稳定性的因素有结构面、易滑地层、水的作用和人类工程活动（坡脚开挖），路基开挖导致古滑坡坡脚临空、局部复活，坡体后缘及中部产生拉张裂缝利于雨水入渗，其后多场连续降雨导致古滑坡变形迹象逐渐加重，底部隔水带的存在使雨水长期

5、储存在底部土体软弱结构带与基岩接触带附近，滑带土强度急剧降低，最终导致坡脚挤压、后缘拉张的坡体破坏滑动。（4）采用可拓学理论选取坡高、坡度、裂隙发育程度、滑带土含水率、内摩擦角、粘聚力以及坡脚开挖量7个影响因素，应用熵权法确定各指标权重，再计算各指标综合关联度以确定滑坡稳定性，得到该滑坡在蠕动变形阶段处于不稳定状态，滑坡滑后停歇阶段的稳定性与坡脚开挖体积和滑带土含水率有关。关键词：黄土滑坡，滑带土力学性质，数值模拟，形成机理，可拓理论，稳定性分析AbstractAsthepaceofChina’swesterndevelopmentisac

6、celerating,theconstructionofmultipleexpreswaysintheLoessPlateauofnorthernShaanxineedstoreconstructtheoriginalslopes.Theformationofcuttingslopesatthefootofslopeshasbecomeacommonphenomenonintheregion,andithasresultedinLandslides,collapses,andotherslopefailuresareoccurringina

7、nendlessstream.ThisthesisexploratesalandslidethatoccurredduringtheconstructionofahighwaysubgradeinZhidanCounty.Basedonthesiteinvestigation,thisthesistookslidesoilsamplestoconductphysicalandmechanicaltestsontheindoorundisturbedandremoldedsoils,andstudiedthephysicalandmechan

8、icalpropertiesoftheslidingbeltsoils,thenusedtheMIDASNXfiniteelementsoftwaretoperformthree