岩体边坡稳定性影响因素的多重尺度分析

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边坡稳定性影响因素可以分为宏观、细观和微观三个方面。本文以浙江自鹤岭边坡为研究对象,分别从宏观、细观和微观三个角度对岩体边坡稳定性进行了多重尺度分析。宏观上,以参数统计为基础,对不同宏观方法进行了对比分析,给出研究区域的宏观参数;细观上,以室内力学试验和有限元分析为辅助,探索不同降雨条件下岩体边坡面的位移规律;微观上,从自然界普遍存在于边坡体内的流体包裹体出发,通过微观参数的测定和统计分析来寻找边坡中包裹体参数变化与边坡稳定之间的关系。 作者根据空间形态、地理环境、植被情况和宏观力学参数几个方面对白鹤岭边坡稳定的影响,给出了边坡宏观参数建议值。由于降雨对边坡影响的复杂性,论文在分析降雨入渗对边坡稳定影响机理的基础上,根据研究区域的气候水文条件,选择四种有代表性的降雨工况,提出了降雨入渗的简化模型。进而以砂岩力学试验和有限元模拟分析结果为参考,考虑降雨对边坡力学参数的影响,对不同降雨条件下边坡不同位置的位移进行了有限元数值模拟。 根据流体包裹体迹面参数和热力学参数,以SAS软件、MATLAB平台为工具,分别对各种参数进行了逐步回归分析、聚类分析和对应分析。逐步回归结果表明,包裹体迹面的粗糙度系数、分布密度、热力学参数中的水溶液和CO2-H2O溶液包裹体均一温度对岩体变形破坏具有主要影响。在对这些参数进行聚类分析时,提出了根据距离增加率法来确定分类个数的方法,与其他常用分类数确定方法有很好的一致性。在聚类分析的基础上,本文提出了预测滑坡周界的一个新方法-流体包裹体法。对应分析结果与聚类分析结果具有很好的一致性,可以起到互相验证的作用。同时,作者使用VC++编程平台编制了相应应用程序来实现聚类分析,获得了较好的结果。 本文综合研究了自鹤岭地区边坡稳定与多种内在和外在因素之间的关系,为今后该区域的边坡治理和滑坡时空预测提供了参考依据,对其它区域斜坡和边坡稳定研究也具有一定的参考价值。
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