巖土工程畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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　　論文題目：巖土工程中治理邊坡不穩(wěn)定性的技術(shù)研究

　　一、論文背景和意義

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的多元化、國(guó)際化發(fā)展，巖土工程建設(shè)一直以上升趨勢(shì)增長(zhǎng)，國(guó)家重點(diǎn)在對(duì)西部道路開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，以巖土工程、公路建設(shè)為主，在這些工程的改建、投資中，由于所在地質(zhì)地貌的不同情況，氣候影響，自然條件、生態(tài)等因素給工程帶來(lái)的重重困難，國(guó)家投入了大量的資金，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)此工程的重視程度。巖土工程的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，高填深挖的現(xiàn)象不計(jì)其數(shù)，工程投資大、工期長(zhǎng)，給質(zhì)量的保障帶來(lái)了極大的困難、挑戰(zhàn)；在開(kāi)挖的過(guò)程中，巖質(zhì)邊坡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，惡劣的環(huán)境中難免會(huì)導(dǎo)致水土的流失，將大量植物淹沒(méi)、破壞，同時(shí)誘發(fā)各種不同的地質(zhì)災(zāi)害。因此，對(duì)于巖土邊坡的防護(hù)已經(jīng)成為國(guó)家及有關(guān)部門(mén)考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。要想有很好的防護(hù)措施，就必須在技術(shù)方面和科技方面不斷地創(chuàng)新、引進(jìn)，同時(shí)借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一些成功實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展科研活動(dòng)，對(duì)我們今后的巖土工程發(fā)展具有舉足輕重的意義。

　　然而，在巖土邊坡的分析、治理、防護(hù)等過(guò)程中，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行有效的分析、評(píng)價(jià)、合理地采用已經(jīng)成為當(dāng)下挑戰(zhàn)、解決的一大難題。本文在研究中，對(duì)巖土邊坡的破壞成因與工程地質(zhì)地貌相結(jié)合進(jìn)行分析，提供理論依據(jù)；對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析、計(jì)算，得出合理的穩(wěn)定性指標(biāo)參數(shù)；在穩(wěn)定性的研究、計(jì)算中，分析不同條件中的穩(wěn)定指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)；另外，在治理邊坡不穩(wěn)定、防護(hù)的同時(shí)，傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合，找出更適合于巖土邊坡的治理方法，從而進(jìn)行合理、有效、經(jīng)濟(jì)的.施工。

　　二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　巖土工程建設(shè)中，對(duì)于巖土邊坡的不穩(wěn)定性進(jìn)行有效防護(hù)、合理經(jīng)濟(jì)治理是巖體力學(xué)中的一部分研究、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。此學(xué)科經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展、研究，與工程活動(dòng)等息息相關(guān)，是一門(mén)較為獨(dú)立的工程力學(xué)學(xué)科。邊坡的不穩(wěn)定與巖土的地質(zhì)地貌有關(guān)，與人為的各種因素緊密相連，在邊坡結(jié)構(gòu)與造型的影響中，導(dǎo)致邊坡的不問(wèn)性多樣化。因此，邊坡的不穩(wěn)定造成、發(fā)生是時(shí)有發(fā)生，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、評(píng)價(jià)已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。

　　1、國(guó)外研究現(xiàn)狀

　　諸多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了不同的計(jì)算分析，很早以前，瑞典學(xué)者彼得森采用極限平衡分析法對(duì)巖土邊坡的不穩(wěn)定性治理進(jìn)行了深入研究，在他的研究中，提出圓弧法，即如果某邊坡滑動(dòng)面受到嚴(yán)重破壞，將可以通過(guò)此滑動(dòng)面的平衡條件計(jì)算出其穩(wěn)定指標(biāo)、系數(shù)。1936年，瑞典學(xué)者費(fèi)倫在前者學(xué)者的基礎(chǔ)上，研究出瑞典條分發(fā)，此種方法的研究中，注重忽視條間之間的作用力。學(xué)者戴利卻在研究條間作用力的方案中，得出精確度極高的條分法。在此后的不斷鉆研中，國(guó)外各類(lèi)學(xué)者詹布等人假設(shè)條間側(cè)向力的位置、方向，推算其安全、穩(wěn)定系數(shù)，直到1980年以后，此種方法已經(jīng)較為成熟。1987年后，學(xué)者布魯斯等人在各條間側(cè)向力的位置、方向的推算中，逐步推算出總的穩(wěn)定、安全指標(biāo)參數(shù)。

　　2、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

　　我國(guó)在巖土工程邊坡的治理、防護(hù)等研究相比國(guó)外較晚。1952年，著名工程師學(xué)者李金成等人采用極限分析法對(duì)巖土邊坡進(jìn)行分析、計(jì)算，在滿足平衡且不違背規(guī)則的情況下，大膽假設(shè)破壞負(fù)荷的下限，通過(guò)流動(dòng)法則計(jì)算上限。

　　1975年，學(xué)者陳惠發(fā)在假定邊坡裂面的同時(shí)，將其作為對(duì)數(shù)螺線，依據(jù)線性的不同特點(diǎn)以及巖土邊坡的穩(wěn)定特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行極限分析，從而得出準(zhǔn)確的上限數(shù)值。1977年，著名學(xué)者潘家錚等人極大值與極小值原理上的分析中，盡可能的對(duì)傳統(tǒng)分析法中的漏洞進(jìn)行彌補(bǔ)。1984年，學(xué)者孫君實(shí)在極限理論的模糊特點(diǎn)中，構(gòu)建其模糊極限理論，得出一套雙層復(fù)形計(jì)算方法。直到1998年后，著名學(xué)者陳祖陽(yáng)對(duì)前者的結(jié)論進(jìn)行有效的論證。學(xué)者林紅勛在巖土邊坡的非線性研究中，假設(shè)滑移線數(shù)為對(duì)數(shù)螺線，利用反分析的思維方法將其進(jìn)行簡(jiǎn)算，并進(jìn)一步計(jì)算出材料的強(qiáng)度指標(biāo)。在對(duì)巖土邊坡的治理分析中，諸多學(xué)者也采用隨機(jī)理論分析法對(duì)其進(jìn)行分析、計(jì)算、研究，早在1983年，學(xué)者朱玉雪等人利用計(jì)算機(jī)構(gòu)建其系統(tǒng)軟件，運(yùn)用系統(tǒng)軟件對(duì)巖土邊坡的穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行有效、可靠的分析、計(jì)算。雖然我國(guó)在這方面的研究相對(duì)較晚，但后來(lái)在諸多學(xué)者的鉆研、探究中，不斷地做出了一次又一次的成果，值得后人欣慰、借鑒。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技、教育等的多元發(fā)展，大量學(xué)者在這方面的研究中又提出了一種數(shù)值分析法，被越來(lái)越多的人使用。

　　三、本文主要研究?jī)?nèi)容和工作

　　根據(jù)上述的了解中，本文在巖土工程中，對(duì)于邊坡的不穩(wěn)定性進(jìn)行研究，其研究思路、綜合治理方法具體有幾個(gè)方面的研究。首先，在收集、閱讀、了解關(guān)于巖土工程建設(shè)中，邊坡不穩(wěn)定性的防護(hù)措施、合理經(jīng)濟(jì)治理的相關(guān)大量國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，對(duì)巖土邊坡的不穩(wěn)定性進(jìn)行分析、計(jì)算，并將個(gè)人觀點(diǎn)及其對(duì)問(wèn)題的存在、處理上進(jìn)行了探析；此工程的建設(shè)中，巖土邊坡的失穩(wěn)性分析，采用極限平衡分析方法，此種方法的缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)巖土材料的非線性應(yīng)力全面考慮。因此，本文在研究中，加入彈塑性有限元法進(jìn)行分析、模擬，并對(duì)其理論性的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解，同時(shí)，為了工程在實(shí)際應(yīng)用中得到實(shí)用的效果，將降低材料強(qiáng)度，并用此方法分析、計(jì)算邊坡的穩(wěn)定、安全系數(shù)，并得出相應(yīng)的計(jì)算方法。在工程的實(shí)際應(yīng)用中，為了確保邊坡的失穩(wěn)，災(zāi)害的發(fā)生，公路的正常運(yùn)行，本文在分析邊坡穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，綜合分析其不良現(xiàn)象，究其原因，尋求合理、經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)、治理措施。為了進(jìn)一步正式本研究的真實(shí)、可靠、可行性，本文將采用實(shí)例的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)事實(shí)論證，并進(jìn)行模擬分析、計(jì)算，找出其總體的安全系數(shù)，尋求最佳的治理、防護(hù)措施方案。

　　四、論文研究提綱

　　目錄

　　第一章緒論

　　1.1背景和意義

　　1.2研究狀況

　　1.3發(fā)展趨勢(shì)

　　1.4創(chuàng)新與不足

　　1.5本文主要研究?jī)?nèi)容和工作

　　第二章巖土邊坡失穩(wěn)破壞形式與機(jī)制

　　2.1基本概念

　　2.2破壞形式與影響機(jī)制

　　2.3影響因素的分析

　　2.3.1巖土邊坡巖體結(jié)構(gòu)因素的影響

　　2.3.2力學(xué)因素的影響

　　2.3.3水因素的影響

　　2.3.4其它因素的影響

　　第三章邊坡穩(wěn)定性的分析計(jì)算方法

　　3.1分析計(jì)算方法

　　3.1.1定性分析法

　　3.1.2定量分析法

　　3.1.3瑞典條分法

　　3.1.4非確定性分析法

　　3.1.5畢肖普條分法

　　3.1.6現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法

　　3.2存在的問(wèn)題

　　第四章邊坡彈塑性有限元理論

　　4.1彈塑性的基本理論

　　4.1.1概述

　　4.1.2巖土塑性力學(xué)基礎(chǔ)

　　4.2常用的彈塑性模型

　　4.3有限元基本理論

　　4.3.1概述

　　4.3.2平面八結(jié)點(diǎn)等參單元數(shù)學(xué)分析

　　4.4彈塑性有限元的程序?qū)崿F(xiàn)

　　4.5強(qiáng)度折減法計(jì)算安全系數(shù)

　　第五章邊坡的綜合治理

　　5.1概述

　　5.1.1巖土邊坡治理的原則

　　5.1.2滑坡模式

　　5.2巖土邊坡的淺層治理

　　5.2.1地面排水

　　5.2.2截水溝設(shè)計(jì)

　　5.2.3坡面防護(hù)

　　5.2.4沖刷防護(hù)

　　5.3巖土邊坡的深層治理

　　5.3.1排除深層地下水

　　5.3.2土釘支護(hù)

　　5.3.3錨固技術(shù)

　　5.4深淺層結(jié)合的治理

　　5.4.1擋土墻

　　5.4.2抗滑樁

　　5.5本章小結(jié)

　　第六章工程實(shí)例

　　6.1工程實(shí)例

　　6.1.1工程地質(zhì)條件

　　6.1.2水文地質(zhì)條件

　　6.1.3不良地質(zhì)條件

　　6.1.4巖土的物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)

　　6.1.5有限元模型建立及結(jié)果分析

　　6.1工程實(shí)例

　　6.2.1巖體綜合強(qiáng)度指標(biāo)

　　6.2.2數(shù)值模型及邊界條件

　　6.2.3高邊坡穩(wěn)定性分析

　　6.2.4預(yù)應(yīng)力錨索格子梁加固邊坡有限元分析

　　第七章結(jié)論

　　參考文獻(xiàn)

　　致謝

　　五、論文研究進(jìn)度安排

　　1、選題：20xx年8月20日——20xx年3月9日

　　2、開(kāi)題報(bào)告：20xx年3月10日——20xx年3月24日

　　3、收集資料及實(shí)施研究：20xx年3月25日——20xx年3月31日

　　4、完成初稿：20xx年4月1日——20xx年4月10日

　　5、完成修改稿：20xx年4月11日——20xx年6月16日

　　6、完成定稿：20xx年6月17日——20xx年6月21日

　　7、答辯：20xx年6月22日——20xx年6月25日

　　六、論文主要參考文獻(xiàn)

　　[1]榮冠,王思敬,王恩志,等.強(qiáng)降雨下元磨公路典型工程邊坡穩(wěn)定性研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008,27(4):704-711.

　　[2]董建華,董旭光,朱彥鵬.隨機(jī)地震作用下框架錨桿錨固邊坡穩(wěn)定性可靠度分析[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2017,30(2):41-47.

　　[3]趙尚毅,鄭穎人,王建華,等.基于強(qiáng)度折減安全系數(shù)的邊坡巖土側(cè)壓力計(jì)算方法探討[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2010,29(9):1760-1766.

　　[4]尹宏磊,徐千軍,李仲奎.膨脹變形對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響[J].巖土力學(xué),2009,30(8):2506-2510.

　　[5]杜太亮.巖質(zhì)邊坡智能化位移反分析及工程應(yīng)用[D].重慶:重慶大學(xué)2006

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