罕遇降雨下巴准重载铁路深路堑边坡稳定性分析-岩土工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: U213.1+2 U.D.C: 624 Dissertation for the Master’s Degree STABILITY ANALYSIS OF DEEP CUT SLOPE IN BAZHUN HEAVY HAUL RAILWAY UNDER SEVERE RAINFALL CONDITION Candidate： Li Yiyu Supervisor： Prof. Ling Xianzhang Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Geotechnical Engineering Affiliation： School of Civil Engineering Date of Defence： July, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学硕士学位论文 哈尔滨工业大学硕士学位论文 摘 要 罕遇降雨条件下，铁路沿线的边坡工程，如高填方路基边坡、深路堑边坡等， 常常发生滑坡失稳等工程事故。由于这类事故滑坡土方质量庞大、发生时无明显 征兆，所以一旦被诱发，常常造成无法挽回的人员伤亡和财产损失。因此，对降 雨条件下铁路沿线的深路堑边坡进行稳定性评价分析十分必要，且具有重要的学 术意义和较高的实用价值。 本文选取巴准重载铁路深路堑路段典型断面为研究对象，采用有限单元法， 在建立初始渗流场的基础上，分析了降雨条件下，路堑边坡瞬态渗流场的变化规 律，并利用强度折减法，对各个时刻边坡的稳定性情况进行分析。主要内容如下： （1）参阅巴准重载铁路路线设计详图以及相关地质勘察资料，选取地下水作 用丰富路段中的 DK19+729 断面，建立了深路堑边坡降雨条件下稳定性分析的二 维有限元模型。边坡土体参数考虑非饱和作用，施加降雨流量荷载，并考虑降雨 过强时坡体表面的暂态饱和效应，在获得初始渗流场的基础上分析计算了降雨条 件下路堑边坡瞬态渗流场的变化规律。并利用获得的孔压分布，结合强度折减法， 得到了边坡在降雨过程中安全系数的变化情况以及最大剪切应变的变化规律。发 现在考虑地下水位建立初始渗流场时，安全系数有增大现象，但之后随着降雨的 进行，安全系数不断降低，且强度折减后的最大剪切带有细化的现象。 （2）在所建立的路堑边坡有限元模型的基础上，选取压力水头为主要状态变 量，详细讨论了降雨强度、降雨持时以及地下水位高度对降雨条件下路堑边坡瞬 态渗流场的影响。分析表明，随着降雨强度的提高，雨水入渗深度增加，基质吸 力丧失加快；同时比较长的降雨持时，将进一步影响渗流场的发育，使地下水位 不断升高，且对坡面的影响要高于坡底。另一方面，地下水位对渗流场影响较小， 但是较高的地下水位将加快边坡暂态饱和区的发育，引起较大的渗流场变化。 （3）在所建立的瞬态渗流场的基础上，传递所得的孔压分布数据至应力场， 利用强度折减法，分析了降雨过程中，边坡在以上三种因素的影响下各个时刻的 稳定性情况。随着降雨强度的提高，边坡的安全系数降低程度越大；降雨持时的 增加也会降低安全系数，但到一定程度后，安全系数将维持在一定范围内；高地 下水位将显著提高安全系数变化的敏感性，而低地下水位对安全的系数的影响较 小。 关键词：罕遇降雨；稳定性分析；非饱和土坡；巴准铁路； - I - Abstract Under the influence of rain, engineering accidents like slope instability often occur in some slope projects along the railway line, such as high fill subgrade slope, deep cut slope. Because the mass of earthwork in this kind of accidents is very huge and it occurs without obvious signs, so once evoked, it often results in irreparable casualty and property damage. Therefore, it is quite necessary and has important academic significance and high practical value to evaluate and analyze the stability of deep cut slope al