云南某特大桥桥基岸坡岩体稳定性评价
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摘要
云南某铁路是我国规划并正在建设中的重、大、难重点工程,其中的A市至B县段将穿越世界瞩目的青藏高原东南缘与云贵高原的过渡带。在这里,由于地壳形变构成的地形地貌,新构造活动造成的区域地质,断裂活动形成的地质灾害都是我们也是全球工程地质领域面临的新问题。因此,对云南某特大桥等高墩大跨桥梁和线路高陡斜坡稳定性进行专项地质勘探与评价是十分必要的。
通过对云南某特大桥桥址区的工程地质条件进行勘察,对已有的滑坡和潜在的滑坡进行推测研究。经过对桥址区的钻孔研究,推测出滑坡的潜在滑动面,确定其地质模型,运用极限平衡法中的sarma法对预测滑动面的稳定性进行计算和分析,得出其在各种疏干率下的安全系数。进而通过有限元法,计算边坡在自然,加载,地震,水库蓄水等情况下的岸坡应力应变情况,分析边坡的破坏情况。再而运用离散元软件UDEC对两岸的边坡进行位移计算和稳定性分析。通过这三种方法的比较,得出此桥位的岸坡稳定性的评价结果。
One railway in YunNan is one of the heavy, big, difficult key projects which China is planning and constructing. The line section between A city and B city will cross over the transitional zone in south-eastern tibetan plateau and yunnan-guizhou plateau. Here, the topography composed by crustal deformation, the regional geology caused by neotectonic activity and the geological disasters formed by fault activities, are all new problems faced with global engineering geology fields. Therefore, it is very necessary to carry out specific geological exploration and evaluation on the hing pier and long-span Bridges as well as the stability of high steep slope.
Based on the investigation of engineering geological conditions of the bridge site area, this paper carries out the prediction research on the existing and potential landslide. Through the research on the drilling core in the bridge site area, this paper gives the potential sliding surface of landslide and determines the geological mode, then this paper carries out calculation and analysis on the stability of the potential sliding surface with the limit equilibrium method-Sarma and obtains the safety factors under each dewatering rate. With FEM, this paper calculates the stress and strain of the slope in such conditions as natural, loaded, earthquake and reservoir impoundment and judges the condition of slope failure. With discrete element software-UDEC, this paper gives the displacement calculation and analysis of bank stability. In the end, this paper comes to a conclusion of the bank slope stability through the comparison of the above three methods.
通过对云南某特大桥桥址区的工程地质条件进行勘察,对已有的滑坡和潜在的滑坡进行推测研究。经过对桥址区的钻孔研究,推测出滑坡的潜在滑动面,确定其地质模型,运用极限平衡法中的sarma法对预测滑动面的稳定性进行计算和分析,得出其在各种疏干率下的安全系数。进而通过有限元法,计算边坡在自然,加载,地震,水库蓄水等情况下的岸坡应力应变情况,分析边坡的破坏情况。再而运用离散元软件UDEC对两岸的边坡进行位移计算和稳定性分析。通过这三种方法的比较,得出此桥位的岸坡稳定性的评价结果。
One railway in YunNan is one of the heavy, big, difficult key projects which China is planning and constructing. The line section between A city and B city will cross over the transitional zone in south-eastern tibetan plateau and yunnan-guizhou plateau. Here, the topography composed by crustal deformation, the regional geology caused by neotectonic activity and the geological disasters formed by fault activities, are all new problems faced with global engineering geology fields. Therefore, it is very necessary to carry out specific geological exploration and evaluation on the hing pier and long-span Bridges as well as the stability of high steep slope.
Based on the investigation of engineering geological conditions of the bridge site area, this paper carries out the prediction research on the existing and potential landslide. Through the research on the drilling core in the bridge site area, this paper gives the potential sliding surface of landslide and determines the geological mode, then this paper carries out calculation and analysis on the stability of the potential sliding surface with the limit equilibrium method-Sarma and obtains the safety factors under each dewatering rate. With FEM, this paper calculates the stress and strain of the slope in such conditions as natural, loaded, earthquake and reservoir impoundment and judges the condition of slope failure. With discrete element software-UDEC, this paper gives the displacement calculation and analysis of bank stability. In the end, this paper comes to a conclusion of the bank slope stability through the comparison of the above three methods.
引文
[1]铁道部科学研究院西北研究所.滑坡防治[M],人民铁道出版社,1977
[2]朱永莉.四川美姑县城南滑坡稳定性及防治方案[D],西南交通大学硕士学位论文,2008
[3]马骥,王恭先,徐邦栋.国外滑坡研究现状评述[A],滑坡文集(3)[C],北京：中国铁道出版社,1982研究
[4]范宣梅.平推式滑坡成因机制与防治对策研究[D],成都理工大学硕士学位论文,2007
[5]刘月辉.滑坡滑动机理及风险评价研究[D],北京工业大学硕士学位论文,2007
[6]廖小平,徐峻龄,郑静.高速远程滑坡的动力分析与运动模拟[A],滑坡文集[C],北京：中国铁道出版社1997
[7]张年学,盛祝平,孙广忠,等.长江三峡工程库区顺层岸坡研究[M],北京：地震出版社,1993
[8]张倬元.滑坡防治工程的现状与发展展望.地质灾害与环境保护.20002(11)：89-97
[9]郑颖人,赵尚毅.用有限元强度折减法求滑(边)坡支挡结构的内力.岩石力学与工程学报.2004,23(20)：3552-3558
[10]《滑坡文集》编辑委员会.《滑坡文集》(第十六集).中国铁道出版社.2003
[11]赵尚毅,郑颖人等.基于Drucker—Prager准则的边坡安全系数定义及其转换.岩上力学与工程学报.2006,25(增1)：2730-2734
[12]孙常玉,宫必宁.基于ADINA接触算法的岩质边坡稳定分析.水利与建筑工程学报.2006,4(4)：26-27,63
[13]朱大勇,李焯芬等.对3种著名边坡稳定性计算方法的改进.岩石力学与工程学报.2005,24(2)：183-194
[14]龚纪文,席先武,王岳军等.应力与变形的数值模拟方法.华东地质学院学报.200225(3)：220-227
[15].Slope stability analysis by strength reduction[J], Geotechnique,1999年,49(6)：835-840页；
[16].S.K.Sarma stability analysis of embankments andslopes, Geotechnique[J],1973年,23(3)：23-43页.
[17]崔政权,李宁.《边坡工程：理论与实践最新发展》.中国水利水电出版社.1999.12
[18]邓荣贵,付小敏,邓林.四川宝珠寺水库滑坡地质灾害及典型滑坡特征分析[J].成都理工大学学报.2005.10(32)：518-524
[19]黄润秋,赵松江等.四川省宣汉县天台乡滑坡形成过程和机理分析.2005(1)：13-15
[20]杨文东,谢全敏等.三峡库区童家坪滑坡机理与稳定性评价[J].上工基础.2006.2(20)：21-23
[21]杨为民,吴树仁等.湖北秭归千将坪岩质滑坡形成机理研究[J].煤炭工程.2006(4)：57-59
[22]陈祖煜.《土质边坡稳定分析—原理方法程序》.中国水利水电出版社.2003
[23]尚岳全,周建锋,童文德.含碎块石土质边坡的稳定性问题.地质灾害与环境保护.2002.3,13(1)：41-43
[24]许建聪,尚岳全.碎石土古滑坡稳定性分析.岩石力学与工程学报.2007.26(1)：57-65
[25]徐卫亚.边坡及滑坡环境岩石力学与工程研究[M].中国环境科学出版社.2000
[26]翁其能,唐梅红,陈洪凯等.滑坡治理过程中岩上体变形场的演绎趋势分析.重庆交通学院学报.2001,20(1)：69-73
[27]徐邦栋.《滑坡分析与防治》.中国铁道出版社.2001
[28]俸锦福,尹光志等.向家山滑坡成因分析及其综合治理研究.土工基础.2006,20(4)：12-15
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[33]张倬元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M].地质出版社.1994.3
[34]高雄鹰.南约沟隧道出口堆积层滑坡稳定性分析及防治.西南交通大学研究生硕士学位论文.2005.5
[35]郭飞.天台山烂槽子滑坡稳定性分析.四川大学硕士学位论文.2006.4
[36]林宗元.岩土工程治理手册.辽宁科学技术出版社.1993.9
[37]李传宝.云南新平芭蕉树滑坡工程地质特征及成因机理研究.西南交通大学研究生学位论文.2007.4
[38]许建聪,尚岳全等.强降雨作用下的浅层滑坡稳定性分析.岩石力学与工程学报.2005,24(18)：3246-3251
[39]王泳嘉等.离散元法及其在岩土力学中的应用[M],辽宁：东北大学出版社,1991
[40]李道明.顺层岩质边坡稳定性分析与防治研究[D],武汉理工大学硕士学位论文,2007
[41]邢绍坤.达州市某生活办公区滑坡稳定性分析与工程治理措施.重庆大学工程硕士学位论文.2006.11
[42]连镇营,韩国城,孔宪京.强度折减有限元研究开挖边坡的稳定性.岩土工程学报.2001,23(4)：406-411
[43]寇晓东,周维恒,杨若琼等.FLAC3D进行三峡船闸高边坡稳定分析.岩石力学与工程学报.2001 20(1)：6-10
[44]周翠英,刘祚秋.边坡变形破坏过程的大变形有限元分析.岩土力学.2003,24(4)：644-652
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[49].王家鼎等,《地震诱发高速黄土滑坡的机理研究》[J],岩土工程学报,1999年11月,21(6)：670-674页；
[50].黄润秋,许强等著,地质灾害过程模拟和过程控制研究[M],北京：科学出版社,2002年12月;
[51].王来贵黄润秋等著,岩石力学系统运动稳定性理论及其应用[M],北京：地质出版社,1998年7月；
[52].吕擎峰,殷宗泽等,《拟静力法边坡稳定分析的改进》[J],岩土力学,2005年6第26卷增刊：35-38页；
[53].刘红帅,薄景山,《刘德东著[岩上边坡地震稳定性评价方法研究进展][J],防灾科技学院学报,2007年9月,9(3)：21-25页；
[54].LING HOE I, LESHCHINSKYDOV, MOHRI YOSHIYUKI. Soil Slopes under Combined Horizontal and VerticalSeismic Accelerations Earthquake Engineering [J], Structural Dynamics,1997年,26(12):1231—1241,0098-8847;
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[57].Griffiths D.V, Lane P.A.Slope stability analysis by finite elements[J], Geoteehnique,1999年,49(3)：387-403页；