黄土边坡裂隙及其对边坡稳定性的影响

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1、分类号:U213.1+310710-2015228039专业硕士学位论文黄土边坡裂隙及其对边坡稳定性的影响王新鹏导师姓名职称王启耀副教授滕宏泉高级工程师专业学位类别申请学位类别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学LoessslopecrackanditsinfluenceonslopestabilityADissertationSubmittedfortheDegreeofProfessionalMasterCandidate：WangXinpengVice-Prof.W

2、angQiyaoSeniorEngineerTengHongquanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要黄土滑坡是黄土地区最严重的地质灾害之一。黄土边坡的失稳给人民的生命财产安全造成了极大的威胁，并且带来重大的经济损失。因此对黄土边坡稳定性的研究越来越引起人们的关注。造成黄土边坡失稳破坏的原因有很多，其中黄土边坡裂隙就是这其中重要的一个，并且裂隙形成和扩展是黄土滑坡孕育必经的一个过程。因此对黄土边坡裂隙的研究具有非常现实的意义。本文主通过理论分析、数值模拟、开挖平硐并以实际工程为背景，分别研究了黄土边坡裂隙成因以及其对边

3、坡稳定性的影响。本文的主要研究成果如下：(1)本文在查阅大量文献资料的基础上，将黄土边坡裂隙主要成因归纳为以下几点：边坡卸荷裂隙、黄土的垂直节理、黄土的构造节理，并对其基本特征以及形成的力学机理做了详细的论述。(2)运用基于ABAQUS的扩展有限元方法，对边坡卸荷裂隙的发育规律进行了研究，从而得到了边坡裂隙的发育规律。并且深入的分析了边坡坡高、坡度以及土体的抗拉强度等因素对卸荷裂隙发育的影响。(3)运用强度折减法，分别研究了垂直裂隙和倾斜裂隙对边坡稳定性的影响。其中垂直裂隙讨论了垂直裂隙距塬边的距离、垂直裂隙深度两种工况；倾斜裂隙讨论了倾向和倾角两

4、种工况。发现由于裂隙的存在，边坡稳定系数降低较为严重，并且随着裂隙距塬边的距离、裂隙的深度、裂隙的倾向、倾角等参数的改变而呈现规律性的变化。(4)以实际工程白鹿塬石家道村滑坡为例，运用开挖平硐的手段，详细调查了边坡内部裂隙，并得到了边坡内部不同深度处的体积含水率。研究了由于裂隙的存在对该滑坡的促进作用，并且得到了裂隙存在的条件下，边坡的破坏模式。关键词：黄土边坡裂隙，边坡稳定性，XFEM，强度折减法，白鹿塬石家道村滑坡，平硐开挖iAbstractLoesslandslideisoneofthemostseriousgeologicaldisaste

5、rsinloessarea.Theinstabilityofloessslopeposesgreatthreattothesafetyofpeople'slivesandproperty,andbringsgreateconomiclosses.Therefore,moreandmoreattentionhasbeenpaidtothestudyofloessslopestability.Therearemanyreasonsforthefailureofloessslope.TheLoessSlopefractureisoneofthem.The

6、formationandexpansionoffracturesisanecessaryprocessforthedevelopmentofloesslandslides.Therefore,thestudyofloessslopefractureisofgreatpracticalsignificance.Inthispaper,thefractureofloessslopeanditsinfluenceontheslopestabilityarestudiedbytheoreticalanalysis,numericalsimulation,e

7、xcavationslotsandpracticalprojects.Themainresearchresultsofthispaperareasfollows:(1)Throughconsultingalotofdataandliterature,themaincausesofloessslopecracksaresummarizedasfollows:Loessverticaljoints,slopeunloadingcracksandloessstructuraljoints.Thebasiccharacteristicsandmechani

8、smofformationarediscussedindetail.(2)Basedontheextendedfinite