论文题目：高寒地区膨胀土深路堑边坡破坏机理及防治技术研究
摘要：膨胀土复杂的工程性质,常给修建在该地区的构筑物造成严重的破坏,我国在膨胀土地区修建铁路路基边坡时总结有"逢堑必滑"的说法。高寒地区的膨胀土除一般膨胀土性质外还具有显著的冻融特性,高寒地区膨胀土深路堑边坡一直是铁路工程的薄弱环节,因此研究高寒地区膨胀土深路堑边坡破坏机理和防治技术具有重要的理论和工程意义。本文采用室内膨胀土力学特性试验、现场实测、有限元数值模拟等方法对吉图珲高速铁路膨胀土深路堑边坡破坏机理和防治技术问题进行了系列研究。首先,现场采集膨胀土土样,进行膨胀土室内力学试验,系统研究了膨胀土干湿循环试验、冻融循环试验,详细分析了冻融循环、干湿循环引起膨胀土结构的变化,通过直剪试验给出了膨胀土抗剪强度指标与冻融循环、干湿循环次数的关系曲线。其次,本文采用有限元方法对高寒地区膨胀土深路堑边坡破坏机理进行了数值计算分析,得出了工程性质是膨胀土深路堑边坡破坏根本原因,而工程活动和外界环境是关键诱导因素,重点研究了降雨、干湿循环和冻融作用引起膨胀土路堑边坡破坏的机理,指出了裂隙是膨胀土路堑边坡在降雨时易产生浅层滑坡的根本原因。最后,本文建立了膨胀土深路堑边坡有限元模型,通过有限元数值模拟计算,重点分析了膨胀土深路堑边坡第一次破坏原因。同时将边坡防护方案有限元软件计算结果与现场监测数据结果进行了对比分析,给出了一套可行的高寒地区膨胀土深路堑边坡防治技术。
关键词：膨胀土;工程性质;深路堑边坡;破坏机理;防治技术
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 膨胀土冻融作用研究现状
1.2.2 膨胀土裂隙强度特性研究现状
1.2.3 高寒地区膨胀土深路堑边坡机理研究现状
1.2.4 膨胀土路堑边坡稳定性研究现状
1.2.5 膨胀土路堑边坡防治技术研究现状
1.3 本文研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 高寒地区膨胀土工程特性试验研究
2.1 工程概况
2.2 路堑边坡设计变更方案情况
2.2.1 初步设计方案
2.2.2 第一次设计方案变更
2.2.3 第二次设计方案变更
2.3 膨胀土土工试验
2.4 含水率与膨胀土强度关系试验研究
2.4.1 试验思路
2.4.2 试验仪器
2.4.3 试验结果分析
2.5 膨胀土冻融特性与土体强度关系试验研究
2.5.1 试验思路
2.5.2 试验仪器
2.5.3 试验结果分析
2.6 膨胀土裂隙特征与土体强度关系试验研究
2.6.1 膨胀土试件裂隙性
2.6.2 重塑膨胀土干湿循环的强度试验研究
2.6.3 试验结果分析
2.7 本章小结
第3章 高寒地区膨胀土深路堑边坡破坏机理研究
3.1 概述
3.1.1 路堑边坡工程
3.1.2 铁路部分膨胀土路堑边坡破坏案例
3.1.3 ABAQUS有限元软件
3.2 工点膨胀土土体内在性质
3.3 路堑工程开挖活动
3.3.1 模型建立
3.3.2 路堑边坡开挖分析
3.3.3 开挖对膨胀土路堑边坡破坏机理分析
3.4 环境影响条件
3.4.1 降雨对膨胀土路堑边坡滑坡破坏机理分析
3.4.2 干湿循环(裂隙性)对膨胀土路堑边坡破坏机理分析
3.4.3 冻融循环对膨胀土路堑边坡破坏机理分析
3.5 本章小结
第4章 高寒地区膨胀土深路堑边坡防治技术研究
4.1 概述
4.2 路堑边坡稳定性分析方法
4.2.1 极限平衡法
4.2.2 有限元强度折减法
4.3 原设计方案深路堑边坡破坏分析
4.3.1 概述
4.3.2 边坡稳定性及响应分析
4.3.3 边坡滑坡破坏机理分析
4.4 变更设计方案加固深路堑边坡分析
4.4.1 概述
4.4.2 边坡稳定性及响应分析
4.4.3 现场监测数据分析
4.5 高寒地区膨胀土深路堑边坡防治技术
4.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
参加的科研项目