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關(guān)于邊坡穩定性分析開(kāi)題報告范文
邊坡穩定性的一般理解是邊坡中的滑動(dòng)體沿滑面破壞，即抗滑力與滑動(dòng)力之比。當比值等于1,為極限平衡狀態(tài)；大于1,為穩定狀態(tài)；小于1,為不穩定狀態(tài)。這是一種巖體破壞的穩定性概念。以下是邊坡穩定性分析開(kāi)題報告范文，供大家參考。
邊坡穩定性分析開(kāi)題報告范文
題目：山西某黃土邊坡的穩定性分析
1 選題背景及意義
1.1.1 選題背景
近年來(lái)，在黃土地區特別是在山西，隨著(zhù)建筑物的大量興建和人們對空間的不斷開(kāi)發(fā)、利用，邊坡工程越來(lái)越多，邊坡支護的形式也多種多樣。由于人們對建筑邊坡工程復雜性認識不夠、工程經(jīng)驗不足，加上黃土本身土質(zhì)的特殊性，因此在工程施工中，支護結構選擇不當或支護強度設計不夠，以及不加強雨水及生產(chǎn)、生活用水管理，使邊坡浸水。所有這些造成許多邊坡工程事故，給國家經(jīng)濟及人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。例如2007年4月27日，青海省銀鷹金融保安護衛有限公司基地發(fā)生一起邊坡支護工程坍塌事故，造成數人死傷，經(jīng)濟損失達數十萬(wàn)元。事故調查結果顯示，施工單位在沒(méi)有進(jìn)行任何地質(zhì)災害危險性評估的情況下，擅自施工，且邊坡支護設計方案未按照規范設計，以及施工過(guò)程中也沒(méi)有根據現場(chǎng)的實(shí)際情況采取有效的防護措施，違反了建筑邊坡工程技術(shù)規范施工工藝流程，從而導致了事故的發(fā)生。像這樣的例子還有許多。
巖土工程界普遍認為引起邊坡工程失穩事故的主要原因是工程地質(zhì)勘察存在問(wèn)題、邊坡支護設計存在問(wèn)題、邊坡工程施工存在的問(wèn)題以及邊坡工程在使用中存在不當等問(wèn)題。而邊坡工程的設計又是最為重要的一方面，所以對于邊坡工程事故應當著(zhù)重于這一方面的研究。
1.1.2 選題意義
邊坡工程的設計及其穩定性問(wèn)題是結構力學(xué)、土力學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等諸多工程領(lǐng)域學(xué)科的交匯，是一項涉及范圍較廣、難度較大的系統工程。同時(shí)，這是一項具有較強綜合性的課題，勘察、設計、施工等各個(gè)環(huán)節對于邊坡支護的穩定都有巨大的影響，任何失誤都可能產(chǎn)生嚴重的后果。
我國現在正大力發(fā)展中西部地區，而大部分黃土都分布在中西部地區，那么關(guān)于黃土邊坡穩定性問(wèn)題是在發(fā)展國家中西部的過(guò)程中所不能回避的問(wèn)題。如在邊坡支護過(guò)程中由于勘察、設計、施工等不當導致黃土滑坡對人民生命、財產(chǎn)安全構成威脅問(wèn)題等等。想要解決這些問(wèn)題都必須對黃土邊坡穩定做相應的研究。本文主要從設計角度討論了黃土邊坡穩定性分析方法及產(chǎn)生邊坡工程事故的原因，進(jìn)而試圖完善對邊坡工程事故的分析與研究，為以后類(lèi)似工程的安全進(jìn)行提供參考依據。
1.2 國內外邊坡穩定性分析研究現狀
1.2.1 國外研究現狀
邊坡的穩定性研究迄今已有一百多年的歷史。英國的賴(lài)爾在一個(gè)多世紀之前就在《地質(zhì)學(xué)原理》一書(shū)中涉及到了邊坡失穩的問(wèn)題，并且認為水是引起邊坡失穩的首要原因。在此之后所有與巖土工程相關(guān)的問(wèn)題，幾乎都對邊坡的穩定性展開(kāi)了研究。所有邊坡問(wèn)題的研究都起始于自然邊坡的滑坡，過(guò)程的關(guān)鍵在于找到與所求最小安全系數相接近的主滑面的位置[1].19世 紀 中 葉Fellenius（1927）就提出了有關(guān)邊坡穩定分析的瑞典圓弧法。由于滑裂面是圓弧面，此法將土條底部的應力近似地投影到土條重量的法線(xiàn)方向。將假設滑移面之上的土體分成若干個(gè)豎直土條，將作用于各土條上的所有力進(jìn)行力與力矩之間的平衡分析，又因為圓弧面的法向力過(guò)圓心，求距較為方便，可以較為簡(jiǎn)便地求出土體在極限平衡狀態(tài)下穩定的安全系數。由于瑞典圓弧法忽略了土條間的相互作用力的影響，所以是比較適用的一種方法[2].
Bishop（畢肖普，1950）考慮了土條間力的相互作用。他改進(jìn)了傳統意義上的瑞典圓弧法，并且提出了關(guān)于邊坡穩定的安全系數這一重要定義，假設土條之間存在水平方向的相互作用力，求得土條底部的法向力，從而求出安全系數。畢肖普忽略了條間的切向力，所得到的方法即為國內外廣泛使用的畢肖普簡(jiǎn)化式。由于推導中僅僅忽略了條間切向力，因此畢肖普簡(jiǎn)化法比瑞典條分法更為合理。之后一段時(shí)間，邊坡的穩定性研究相繼發(fā)展出Lowe-Karafiath法（1960）、Sarma法（1973,1979）等各類(lèi)方法，它們統稱(chēng)為極限平衡法。這些方法原則上都是將滑動(dòng)體劃分為若干個(gè)微小土條而展開(kāi)分析的。不同的極限平衡法假設的相應條件有所不同，雖然假設條件對于邊坡穩定性計算的結果有一定的影響，但是對于結果的分析驗證了適當的條件下依然可以使用極限平衡法。
除了極限平衡法之外，還有極限分析法即所謂的能量法，此法就是我們所學(xué)過(guò)的上限定理。通過(guò)假定滑動(dòng)土體為剛性、并且已知滑移面所在的位置。借助于位移協(xié)調條件，基于虛功原理求解滑動(dòng)體處于極限狀態(tài)時(shí)的極限荷載、穩定系數。但是由于滑動(dòng)土體之間還存在非線(xiàn)性關(guān)系，而且土體并非為理想的剛體，因此該方法仍然存在局限性。
與極限平衡法相比，有限元法更加精確，且無(wú)須任何假定就能對邊坡的穩定進(jìn)行分析計算。有限元法與其他方法最大的不同之處在于，它在考慮了滑動(dòng)土體中的應力-應變關(guān)系的同時(shí)，還能滿(mǎn)足相應的力學(xué)平衡條件。有限元法主要基于滑裂面上應力分析和強度折減分析理論。Zienkiewicz（1975）等首次借助折減系數研究出土坡穩定分析的強度折減彈塑性有限元法。有限元法目前已經(jīng)成為最有效、通用性最強、應用最廣泛的方法之一[3~12].
1.2.2 國內研究現狀
邊坡支護工程在我國出現較晚。國內對于邊坡工程的系統研究是在中華人民共和國成立之后，隨著(zhù)國家的不斷發(fā)展、經(jīng)濟建設的水平不斷提高，工程建設涉及的邊坡也越來(lái)越多，因此對于邊坡的穩定性研究也日益加深。我國對邊坡工程穩定性研究大致分三個(gè)時(shí)段[13]:
�。�1）被動(dòng)治理時(shí)期。20世紀50年代初，由于對邊坡變形破壞所產(chǎn)生的危害性缺乏認識，在建設中盲目地挖方，時(shí)常有邊坡失穩事故的發(fā)生，從而被迫對已發(fā)生事故的邊坡重新進(jìn)行勘測、研究和治理。既延誤了工期，又增加了成本，對人力和物力產(chǎn)生很大的浪費。
�。�2）專(zhuān)項研究時(shí)期。人們經(jīng)過(guò)不斷的施工實(shí)踐探索，逐漸意識到要有效地預防、減輕邊坡失穩所造成的災害，必須系統地深入研究各種邊坡的類(lèi)型，包括分布條件、水文條件及其發(fā)生和運動(dòng)的機理等。對此國內的專(zhuān)家們列出了若干個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行探討和研究。
�。�3）從治理為主到預防為主的過(guò)渡時(shí)期，并逐漸形成一系列防治理論體系（20世紀80年代至今）。包括通過(guò)削減緩坡使得滑坡的體重減輕來(lái)達到穩定的目的；通過(guò)防滲和排水、支擋、錨固、注漿和噴射混凝土表面等措施，逐漸過(guò)渡到以預防為主的邊坡支護體系。隨著(zhù)國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，不穩邊坡失穩所造成的影響也變得更加地突出，對于防災減災的要求也更高。進(jìn)入21世紀，科學(xué)技術(shù)水平大大地提高，計算機軟件分析的能力也大大提高，這對于邊坡工程的穩定性研究具有極大的幫助。
1.2.3 國內外邊坡的治理研究現狀
19世紀中期，西方國家就開(kāi)始著(zhù)手研究邊坡治理的方法，但由于各項理論知識處于初步發(fā)展階段，而且各種研究的技術(shù)水平還達不到要求，所以只能研究一些較為簡(jiǎn)單的小型邊坡。且研究的手段也較為單一，多數通過(guò)削減坡度和設置擋土墻來(lái)治理邊坡。到了20世紀中期以后，經(jīng)濟建設蓬勃發(fā)展，西方各國開(kāi)始大興土木工程，日益增加的工程建設也使得邊坡災害越來(lái)越多地出現在人們眼前，大家開(kāi)始意識到對于邊坡的預防和治理的重要性，于是人工支護邊坡工程開(kāi)始逐漸被采用，而且取得了明顯的成效。人工支護邊坡經(jīng)歷了三個(gè)重要的發(fā)展階段[14~15]:
�。�1）第一階段發(fā)生在20世紀中葉以前，當時(shí)的西方國家為了經(jīng)濟的發(fā)展，大力地開(kāi)采礦產(chǎn)資源。為了便于運輸，修建了許多的鐵路以及公路，正是由于這些工程的興建引起的大量邊坡滑坡問(wèn)題，才使得邊坡理論逐漸被人們研究分析。
�。�2）第二階段發(fā)生在20世紀50年代之后的數十年，人們逐漸學(xué)會(huì )使用抗滑樁來(lái)代替擋土墻進(jìn)行邊坡支護，這樣能夠有效地避免使用擋土墻而引發(fā)的施工所帶來(lái)的困難。
�。�3）第三階段發(fā)生在20世紀80年代之后，人們逐漸開(kāi)始用挖孔抗滑樁來(lái)對一些大型的邊坡工程進(jìn)行治理，同時(shí)還出現了錨索這一更加有效的治理方法。錨索以其優(yōu)良的力學(xué)性能和較高經(jīng)濟性很快地便應用于各類(lèi)邊坡的支護之中。
對于國內治理邊坡來(lái)說(shuō)，相較于國外要晚了許多。起初都是使用抗滑擋土墻進(jìn)行簡(jiǎn)便的治理，但這種方法最大的缺點(diǎn)就是不穩定，受到稍許的外力就會(huì )發(fā)生失穩。例如隴海鐵路在建設時(shí)只采取了簡(jiǎn)便的邊坡支護手段，其后多次造成滑坡以及巖體的破碎崩塌等事故，嚴重地影響了鐵路的運營(yíng)。
在20世紀50年代末，國家開(kāi)始重視邊坡工程的防治。在總結和吸取了各類(lèi)工程的經(jīng)驗和教訓之后，對于滑坡的形成條件、運動(dòng)機理以及新的更加有效的防治措施有了更深入的研究。20世紀60年代末開(kāi)始大量應用的抗滑樁技術(shù)，它能夠有效地處理一些較大的邊坡支護問(wèn)題。其后到了80年代又出現了更為先進(jìn)流行的噴錨技術(shù)。我國在經(jīng)過(guò)不斷的研究之后，也逐漸開(kāi)始應用這項技術(shù)，它不但具有比抗滑樁更優(yōu)秀的力學(xué)性能，而且具有更高的經(jīng)濟性，能夠廣泛地運用于各類(lèi)邊坡支護。90年代之后，各類(lèi)理論研究和技術(shù)手段也更加成熟�？蚣苠^固、壓力注漿錨固等等邊坡治理技術(shù)更加成熟，也更加廣泛地運用于各類(lèi)邊坡工程的治理。
1.3 研究思路與研究?jì)热?/p>
1.3.1 研究思路
本文通過(guò)現場(chǎng)實(shí)踐勘查與軟件分析相結合，在充分了解本工程地區的地質(zhì)條件的前提下，依據“地質(zhì)過(guò)程機制分析-量化評價(jià)”的學(xué)術(shù)思想體系以及“系統工程地質(zhì)學(xué)”的方法論為指導，著(zhù)重對于山西某黃土邊坡工程的穩定性進(jìn)行了分析與評價(jià)。以現有的邊坡工程研究數據為前提，在充分掌握本實(shí)例邊坡工程的地質(zhì)條件之后，通過(guò)原型調研與室內分析相結合、模式分析與模擬研究相結合、層次分析與系統評價(jià)相結合的思路，系統而全面地研究了影響邊坡工程穩定性的條件及邊坡可能發(fā)生的失穩形態(tài)等問(wèn)題；分析所研究的結果，并得出邊坡工程的穩定性評價(jià)結果；基于可能引起邊坡失穩的原因，提出合理的工程處理措施。
1.3.2 研究?jì)热?/p>
123下一頁(yè) 本文擬以山西某黃土邊坡工程事故為背景，首先對邊坡支護穩定性進(jìn)行分析、總結；利用理正巖土6.5軟件采用極限平衡法針對工程實(shí)際設計方案對邊坡的穩定性進(jìn)行計算，并將計算結果與邊坡施工后的實(shí)際穩定狀態(tài)進(jìn)行對比；其后，結合GEO5數值分析軟件進(jìn)行有限元計算分析，通過(guò)數值模型，得出現有設計方案安全性的結論，并提出相應的處理措施；最后，對邊坡進(jìn)行重新設計計算，并利用理正巖土6.5及GEO5軟件驗證新設計方案的安全性、合理性。具體內容如下：
�。�1）首先簡(jiǎn)單地介紹邊坡工程的研究背景和意義，簡(jiǎn)述邊坡工程的發(fā)展歷程以及國內外的研究現狀。
�。�2）闡述邊坡穩定支護的理論以及計算設計方法。
�。�3）掌握山西某黃土邊坡工程的背景與工程地質(zhì)條件，及其邊坡工程失穩的情況。
�。�4）分別利用理正巖土6.5和GEO5軟件對邊坡原支護設計方案進(jìn)行穩定性驗算，并將所得計算結果與實(shí)際施工后的失穩狀況進(jìn)行比較，得出原設計方案的不安全性結論。
�。�5）對原支護設計方案進(jìn)行改進(jìn)，提出新的設計方案，并再次利用理正巖土6.5和GEO5軟件進(jìn)行計算，驗證新方案的安全性、合理性。
1.4 研究方法和技術(shù)路線(xiàn)
1.4.1 研究方法
本文在對邊坡工程大背景介紹的前提下，運用理正巖土軟件，利用極限平衡法計算原設計方案的安全性。同時(shí)通過(guò)GEO5有限元軟件建立模型，進(jìn)行數值模擬分析，最后和理正軟件分析結果以及邊坡按原設計施工后實(shí)際的穩定狀態(tài)進(jìn)行對比，分析并得出結論。
1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)
2 提綱
目 錄
摘 要
Abstract
第1章 緒論
1.1選題背景及意義
1.1.1選題背景
1.1.2選題意義
1.2國內外邊坡穩定性分析研究現狀
1.2.1國外研究現狀
1.2.2國內研究現狀
1.2.3國內外邊坡的治理研究現狀
1.3研究思路與研究?jì)热?/p>
1.3.1研究思路
1.3.2研究?jì)热?/p>
1.4研究方法和技術(shù)路線(xiàn)
1.4.1研究方法
1.4.2技術(shù)路線(xiàn)
第 2 章 邊坡工程穩定性分析原理
2.1概述
2.2邊坡穩定性的影響因素
2.3黃土性質(zhì)對于邊坡穩定性的影響
2.4邊坡穩定性分析方法
2.4.1定性分析方法
2.4.2定量分析方法
2.4.3極限平衡法
2.4.4數值計算分析法
2.5邊坡工程防護與加固
2.6邊坡穩定性分析軟件簡(jiǎn)介
2.6.1理正巖土6.5軟件簡(jiǎn)介
2.6.2GEO5軟件簡(jiǎn)介
2.7本章小結
第3章 某事故廠(chǎng)房邊坡工程地質(zhì)條件及支護簡(jiǎn)況
3.1區域地質(zhì)背景
3.2場(chǎng)地工程地質(zhì)條件
3.2.1工程地質(zhì)條件
3.2.2水文地質(zhì)條件
3.2.3水的腐蝕性分析與評價(jià)
3.2.4地基土的腐蝕性分析與評價(jià)
3.2.5地震效應
3.3巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標
3.3.1土工試驗數據
3.3.2原位測試數據
3.4地基土承載力
3.5濕陷性分析評價(jià)
3.5.1地基濕陷等級的確定
3.5.2濕陷土層厚度及分布情況
3.5.3濕陷性分析與評價(jià)
3.6實(shí)例邊坡支護簡(jiǎn)況及其變形破壞情況
3.6.1實(shí)例邊坡支護簡(jiǎn)況
3.6.2實(shí)例邊坡變形破壞情況
3.7本章小結
第4章 廠(chǎng)房邊坡的極限平衡穩定驗算分析
4.1邊坡的等級與計算方法
4.2穩定性分析的基本公式
4.2.1通用方法計算公式
4.2.2《建筑邊坡工程技術(shù)規范》計算公式
4.2.3其他因素的影響
4.3計算剖面
4.4計算參數
4.4.1地震信息
4.4.2水位信息
4.4.3地層參數選取
4.5邊坡現狀穩定性分析
4.5.1簡(jiǎn)化Bishop法計算
4.5.2 Janbu法計算
4.6現狀邊坡穩定性計算結果
4.7邊坡穩定性計算結果分析
4.8本章小結
上一頁(yè)123下一頁(yè) 第5章 廠(chǎng)房邊坡支護數值模擬
5.1有限元在巖土工程中的應用
5.1.1概述
5.1.2有限單元強度折減法
5.1.3穩定系數的定義
5.1.4本構模型的選取
5.1.5屈服準則的選取
5.1.6流動(dòng)法則的選取
5.1.7滑裂面的確定
5.1.8邊坡失穩的判據
5.2 19-19剖面工況數值計算結果
5.2.1邊坡原始狀態(tài)穩定性分析
5.2.2 19-19剖面各工況穩定性分析
5.2.3兩種方法計算結果分析對比評價(jià)
5.3本章小結
第6章 廠(chǎng)房邊坡新的支護設計與驗算
6.1 19-19邊坡新的加固設計方案
6.2理正巖土對邊坡新方案的穩定性驗算
6.2.1簡(jiǎn)化Bishop法計算
6.2.2 Janbu法計算
6.2.3理正軟件邊坡穩定性計算結果
6.3 GEO5軟件對邊坡新支護方案的穩定性驗算
6.4新方案兩種計算的對比分析
6.5本章小結
結論與建議
結論
建議
參考文獻
致謝
3 研究進(jìn)度
1、20XX.X.X~20XX.X.X 完成開(kāi)題報告編寫(xiě)，質(zhì)量達到規定要求
2、20XX.X.X~20XX.X.X 完成基本計算過(guò)程
3、20XX.X.X~20XX.X.X 完成畢業(yè)論文正文編寫(xiě)，提交論文初稿，由指導教師批閱、修改。
4、20XX.X.X~20XX.X.X 提交論文二稿，由指導教師批閱、修改。
5、20XX.X.X~20XX.X.X 交畢業(yè)論文正本，質(zhì)量達到規定要求。
6、20XX.X.X~20XX.X.X 指導教師將評閱好的畢業(yè)論文交教研室，進(jìn)行形式審查，上網(wǎng)查詢(xún)及交叉評閱。
7、20XX.X.X~20XX.X.X 答辯
4 參考文獻
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