边坡的蠕变机理与失稳预测研究

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1、重庆大学硕士学位论文边坡的蠕变机理与失稳预测研究姓名：何云明申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：吴德伦20050501中文摘要摘要边坡在各种地质营力的作用下，它的外形和内在的工程水文地质特性都会随着时间不断地发生变化。边坡在变化发展过程中，可能发生不同程度的变形，边坡的稳定程度随之改变，边坡随着时间的推移而发生的变形即为蠕变变形。蠕变变形发展到一定程度可能会导致边坡失稳破坏。目前边坡稳定性分析通常采用极限平衡原理，用滑动面上的抗滑力和下滑力之比评价边坡稳定安全性。这种稳定分析方法可从平衡条件求得边坡的抗滑稳定安全系数，不能考虑边坡因蠕变变形导致抗滑稳定安全系数降低的问题。工程实例表明

2、，边坡的变形随时间增加，稳定安全系数随着边坡变形增大而不断地减小。因此，探讨边坡蠕变行为及特性，寻求边坡蠕变分析模型、预测边坡的稳定系数随时间而逐渐减小的问题对实际工程具有十分重要的意义。本文是通过对比分析已有的岩土蠕变理论和蠕变模型，把岩土材料的蠕变理论和蠕变模型应用到边坡工程中，结果表明西原模型是一种较好的模拟边坡在低应力作用下的蠕变模型，它能较好的模拟岩土材料在低应力作用下的弹性变形、初始蠕变阶段的变形以及稳定蠕变阶段的变形；将岩石强度的Patton准则与西原模型相结合，得出岩石剪切刚度随时间而逐渐减小的规律，进而利用地表位移观测结果可导出边坡稳定安全系数随时间而逐渐减小，为边坡安全

3、度的预测提供一个有效的途径；采用PLAXIS有限元分析程序来分析边坡的蠕变破坏特性、过程和稳定安全系数随时间变化的规律问题，说明边坡的蠕变特性与岩土体的蠕变特性相似，边坡位移在发生瞬时弹性变形后，就进入位移速率恒定的稳定蠕变阶段，到最后出现加速蠕变阶段，位移不收敛。最后，本文提出了边坡的强度—变形蠕变控制理论用以评价边坡的长期稳定性，即是评价边坡稳定性不仅需要由传统的强度破坏的极限平衡分析原理来判断和预测，还应加入边坡变形时间因子来综合判断和预测边坡的失稳可能性。关键词边坡蠕变蠕变模型蠕变控制理论不连续面I英文摘要ABSTRACTUndertheactionofeverykindofgeo

4、logicalforce,thegeometricalandthehydrologygeologycharacteristicsoftheslopewillconstantlytakeplacethevarietywithtime.Therefore,theslopehasbeinginchangeofdeformationandchangeofthestability.Thedeformationofslopealongwithtimeandthestabilitydropprocessaregenerallycalledcreepdeformation.Thedevelopmentof

5、creepdeformationmayeventuallycausetheslopefailure.Atthepresentdaytheanalysisofslopestabilityusuallyadoptsthelimitequilibriumprinciple,usingtheratioofslideforceandanti-slideforceontheslidesurfacetoevaluateslopestabilitysafety.Thiskindofstabilityanalysismethodcanobtainthecoefficientofslopestabilitys

6、afety,butcan’tconsiderthecoefficientofslopestabilitysafetyreductionwithtimeduetothegeomasscreepdeformation.Engineeringexamplesindicatethattheslopedeformationincrementswithtimeandthecoefficientofslopestabilitysafetyconstantlyreducewiththevarietyofslopedeformation.Thisshowstostudytheslopecreepbehavi

7、orandrepresentedcharacteristicsandfindtheslopecreepmodelfortheanticipationoftheslopestabilitysafetyreductionwithtimehaveimportantsignificationinactualengineering.Basedonexistingcreeptheoryandgeotechnicalmodel,thi