土-岩混合边坡变形演化、破坏模式和灾变机制分析开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

边坡稳定问题是工程建设中经常遇到的问题,例如建筑的切坡、水库的岸坡、渠道边坡、隧洞进出口边坡、拱坝坝肩边坡以及公路或铁路的路堑边坡等,都涉及到稳定性问题。边坡的失稳,轻则影响工程质量与施工进度,重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。因此,不论土木工程还是水利水电工程,边坡的稳定问题经常成为需要重点考虑的问题。国际上将滑坡(崩塌)、泥石流和火山、地震并列为全球性地质灾害。随着物质文明的提高和科技的进步,对边坡的应用和研究也就越发充分和完善。但总的来说,目前对边坡工程稳定性分析和处治技术的研究还是较为薄弱的,存在实践超前理论的现象,因而研究各种不同类型边坡的稳定性及其有效防治技术具有广泛的理论意义和应用价值。

边坡根据其组成物质分为土质边坡、岩质边坡及土岩混合边坡,其破坏形态有显著差异,因此计算方法也不尽相同,大量实践证明、土质边坡的破坏面都接近于圆弧形,因此通常采用瑞典条分法、毕肖普条分法( bishop) 等计算边坡稳定性;而岩体中往往存在软弱结构面,岩质边坡多沿着某个或某几个软弱结构面滑动,因此采用折线滑动法、三维楔形体法等计算边坡稳定性。而对于土岩混合边坡的整体稳定性分析,有可能发生土体沿岩层顶面滑动,也可能发生土、岩体沿深层软弱结构面滑动。而且边坡的破坏失稳是一个渐进累积的过程。在外部环境作用下,随着应力的升高,坡体内某些部分达到屈服,滑动面逐渐形成,直至完全贯通,随着塑性应变继续增大,边坡最终发生整体破坏。传统的分析方法不仅无法直接显示滑动面的发展过程,更不能定量显示滑面的受力、变形与破坏的过程,采用flac软件来对土-岩混合边坡变形演化、破坏模式和灾变机制分析。

flac(fastlagrangian analysis of continua)是由美国明尼苏达大学和美国itascas consultinggroup inc.开发的一款基于二维有限差分的计算程序。由于flac程序主要是为岩土工程应用而开发的岩土力学计算程序,程序中包括了反映地质材料力学效应的特殊计算功能,可计算地质类材料的高度非线性(包括应变硬化/软化)、不可逆剪切破坏和压密、粘弹(蠕变)、空隙介质的应力-渗流耦合、热力耦合以及动力学行为等。flac程序建立在拉格朗日算法基础上,特别适合模拟大变形和扭曲。flac采用显式算法来获得模型全部运动方程(包括内变量)的时间步长解,从而可以追踪材料的渐进破坏和垮落,这对研究岩土工程是非常重要的。

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2. 研究的基本内容与方案

洛宁抽水蓄能电站位于河南省洛宁县涧口乡境内。业主营地总规划用地面积

130181m2 ,总建筑面积17849m2 ,设计高程为637.00m~655.00m。业主营地位于下水库左岸西北侧,场平高程600m~640m。场地比较零乱,由高程680m 和696m 的两个山包及三条小冲沟组成,两个山包之间的垭口为洛河与白马涧的分

水岭,两个山包之间的垭口为洛河与白马涧的分水岭。有两条小冲沟在高程560m 汇合成一条,汇入白马涧,沟内常年有流水,沟底覆盖少量残坡积及崩坡积混合物,厚度一般为1m~3m,物质组成为砂质粘土或黄土夹少量碎块石。这两条冲沟沟底高程550m~650m,沟内分布有成片的杨树及少量灌木,冲沟沟底纵向平均坡度约12°,切割深20m~30m,宽30m~50m,冲沟两侧地形自然坡度一般

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅文献,学习数值模拟软件,完成文献综述工作;

第3-5周:熟悉依托项目资料,确定论文的整体研究思路,完成毕业论文的开题报告。

第6-12周:进行数值计算及结果分析,撰写论文主体;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] bogaard, t. a., amp; greco, r. landslidehydrology: from hydrology to pore pressure. wiley interdisciplinaryreviews, 2016,3(3), 439–459.

[2] roques, c., bour, o., aquilina, l., dewandel,b., leray, s., schroetter, j. m., … mougin, b. (2014). hydrologicalbehavior of a deep sub‐vertical fault in crystalline basement and relationshipswith surrounding reservoirs. journal of hydrology, 2014,509,42–54.

[3] c.l. batchelor, d. ottesen, j.a. dowdeswell quaternary evolution of the northernnorth sea margin through glacigenic debris-flow and contourite deposition j. quat. sci., 32 (2017), pp. 416-426.

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