摘要：近年来,全球进入地震多发期,尤其是环太平洋地震多发带,地震发生频次显著增加。随着我国经济规模不断高速进展,基础设施和城乡建设步伐显著加速,对山区地形地貌的人工改造程度也越发深入,大量的人工边坡由此快速产生。人工边坡的稳定性是影响社会经济和生命财产安全的重要因素,一旦发生失稳,造成的人身伤亡和财产损失后果十分严重。在地震动力作用下,人工边坡的稳定性更加脆弱,由于近年地震多发,造成我国尤其是西南山区人工边坡失稳现象日渐增加。对人工边坡的动力稳定性进行探讨,查清人工边坡动力稳定性变化规律,不仅是人工边坡建筑和支护形式设计对稳定性基础论述的需要,也是保障人类生产生活环境的基本要求。本论文以在云贵高原广泛分布的粉砂质粘土为试验对象,结合振动台设备,对粉砂质粘土模拟边坡的物理模型进行振动稳定性试验探讨。试验用边坡模型设计为3种工况,分别为坡面散体砼块压载、砼面板压载和无压载含水三种条件。试验用振动台模型箱尺寸为L×W×H为1200mm×800mm×1000mm,针对不同工况进行试验的斜坡土体有所不同。分别在斜坡面和土体内部埋设加速度传感器、位移传感器及应力计,测试在振动历程中土体内部位移、压力和加速度变化值。通过试验数据浅析得出如下结论：1)在试验条件下,当混凝土面板强度足够高时,随着振动加速度的增加,人工边坡内部土体结构会发生分化,产生一个显著的结构分界面。在结构分界面上部,土体密实度下降,结构疏松,在分界面以下,土体密实度上升,孔隙度下降。随着护坡混凝土块对上部松散土体的挤压,斜坡的整体坡角有所下降,斜坡土体总体密度有所提升,边坡有趋于更加稳定的倾向。2)当混凝土强度不是足够高时,随着加速度的增加,混凝土面板中部偏下位置会出现剪切破裂口,并在该破裂处以滑坡形式发生破坏,且滑面与土体密度0变化面位置相当。3)振动对人工边坡土体的破坏主要是通过产生某一界面的集中剪切应力来实现的,这种较大的剪切应力可以对一定强度的混凝土面板产生断裂性破坏。4)对于坡面有散体砼块压载的土质边坡,随着地震加速度不断增加,其坡顶土体应力始终处于拉张状态,而中部土体应力基本处于压缩状态,坡脚处的应力状态变化很小。5)尽管坡面在力学机制上有以中部为支点,斜坡上半部向外翻倒的走势,但在整个振动历程中,中部压缩应力增量最大处发生的侧向位移最大,导致斜坡在振动条件下一般只能以变形最大处形成剪出口,以滑坡形式发生破坏。这在一定程度上可以解释地震历程中斜坡主要发生滑坡破坏的理由。6)以试验条件和历程来看,在模拟振动历程中坡面发生滑坡破坏的理由主要有两个：一是坡面透水碎石相对于土体密度和硬度都较大,在振动历程中发生显著位移和沉降,并带动了坡顶土体的沉降变形,且在坡顶形成了一系列拉张裂缝；二是土体中的细颗粒在振动历程中不断向下部运移,导致上部土体不断松散失稳,下部土体逐渐密实而稳定。而且土体的松散程度由上至下不断降低,由坡面向坡体内部松散程度也在降低。因而发生滑坡的滑体主要是细颗粒流失而更加松散且失去了部分强度的土体区域。由此可以发现,土体的级配条件是影响斜坡稳定的重要因素。7)随着坡体内部地下水位的升高,导致斜坡振动破坏所需振动加速度不断下降。当坡体后缘地下水位不超过斜坡段高度一半时,地下水位的增加对斜坡动力稳定性和坡体变形量的影响不甚显著：当坡体后缘地下水位超过斜坡段高度一半时,土质斜坡动力稳定性和破坏变形量受地下水位增加的影响非常显著。8)根据该试验结果,在对土质斜坡进行耐震性处理时,应保证坡体降水和排水措施合理有效,至少要将坡体后缘地下水位制约在斜坡段高度一半以下,以此基本保证土质边坡的动力稳定性不会显著降低。关键词：粉砂质粘土论文人工边坡论文振动台试验论文动力稳定性论文云贵高原山区论文
摘要3-5
Abstract5-9
1 绪论9-19
1.1 不足的提出和探讨作用9
1.2 云贵高原边坡类型9-12
1.2.1 劈楔型10-11
1.2.2 倾倒型11
1.2.3 倾倒-反翘型11-12
1.2.4 卸荷型12
1.3 云贵高原山区边坡治理的常用策略12-14
1.4 云贵山区边坡现有治理案例14
1.5 土体动力稳定性探讨近况14-17
1.7 边坡土体动力稳定性探讨有着的不足17-18
1.8 探讨目的和探讨内容18-19
2 散体砼块压载土质边坡动力稳定性试验探讨19-29
2.1 试验历程19-21
2.1.1 试验模型设计19-20
2.1.2 试验用土性质20-21
2.2 试验数据浅析21-27
2.2.1 加速度变化规律浅析21-22
2.2.2 斜坡变形规律浅析22-25
2.2.3 坡体土压力变化规律浅析25-27
2.3 本章小结27-29
3 混凝土面板支护边坡动力稳定性试验探讨29-40
3.1 试验模型设计29-30
3.2 试验历程30-31
3.3 护坡面板不破坏振动试验31-34
3.3.1 振动频率试验31
3.3.2 加速度变化规律浅析31-34
3.3.3 土体振动变形理由浅析34
3.4 护坡面板破坏振动试验34-39
3.4.1 振动频率试验34-35
3.4.2 加速度变化规律浅析35-37
3.4.3 混凝土面板破坏规律浅析37-39
3.5 本章小结39-40
4 地下水位对土质边坡动力稳定性影响试验探讨40-50
4.1 滑坡土体物理性质试验41
4.2 模型箱设计41-43
4.3 试验步骤43
4.4 试验内容43-44
4.4.1 三种水位条件的设定43-44
4.4.2 三种方式固有振动频率试验44
4.5 试验结果浅析44-48
4.5.1 水位线对斜坡动力稳定的影响44-45
4.5.2 水位线对土体振动变形的影响45-48
4.6 本章小结48-50
5 结论与展望50-52
5.1 结论50-51
5.2 展望51-52
致谢52-53
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