龙凤河岸坡周家岩段变形破坏机理与防护研究

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河水位的骤变性与长期降雨等外界因素是引起岸坡的失稳破坏的主要原因,因此,为了更好地了解岸坡变形的破坏机理,选择合理的岸坡防治措施,需要深入研究相关因素对岸坡变形破坏的影响。本文对龙凤河岸坡进行实地的调查与变形监测,利用数值模拟以及建立基于极限平衡法的理论模型等方法,对龙凤河岸坡变形破坏机理、渗流过程及其稳定性进行了定量分析评价。本文重点考虑外部环境因素对所研究岸坡的影响,围绕四个实际工况展开讨论,即自然工况(常水位183m)、暴雨工况、洪水位暴涨工况(5年一遇198.01m、20年一遇203.21m、50年一遇206.01m)以及洪水位骤降工况。本文的主要的研究成果如下:
  (1)通过对研究区工程地质条件调查与分析,结合南北两段岸坡的岩土类型及变形迹象,判定该岸坡破坏类型为整体推移式破坏,土体内部产生圆弧滑动;岩土界面和土体内部抗降强度较低,岸坡变形破坏模式为岸坡沿下覆软弱界面的整体滑动,从龙凤河河床内强度较低的粉质粘土内部挤压鼓出。
  (2)利用MadisGTSNX有限元软件,建立龙凤河周家岩段原始岸坡的三维模型,得到不同工况下该岸坡的全过程变形模型图。对不同工况的影响效果进行分析评价,并将其与宏观初判结果进行对比,验证其可靠性。利用Geo-studio有限元软件模拟了不同工况下龙凤河周家岩段岸坡的渗流情况,分析各种情况对岸坡坡体内渗流的影响。分析得到水位骤降工况对稳定性产生的不利影响最大,降雨其次,水位暴涨产生的影响最小。
  (3)根据模型分析结果,在理论研究时,重点针对水位的骤变性对岸坡稳定性的影响展开讨论。建立四种理论计算模型,得到水位骤变情况下,水位差与安全系数的关系曲线,进而分析该因素对岸坡稳定性的影响。
  (4)根据实际分析结果,提出相应的治理措施。对南北段岸坡不同的实际情况进行针对性治理,对于北段老填方区宜采用“削方减载+分级放坡+分级支挡+坡面防护+植草绿化+截排水”,对于南段新填方区宜采用“削方减载+分级放坡+抗滑桩+坡面防护+植草绿化+截排水”。同时,利用MidasGTSNX有限元软件对各工况下治理后的岸坡进行建模分析,对比评价治理措施的效果,预测治理后的岸坡在极端工况下稳定性的变化情况。
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