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1、陕西理工学院毕业论文基于随机数值模拟法的秦巴山区岩石边坡稳定性分析摘要：边坡稳定性研究一直是岩土工程领域的一个重要内容。由于影响边坡稳定性的因素具有明显的不确定性，传统的安全系数无法表达边坡发生破坏的可能性。基于此,本文探讨了蒙托卡罗方法在岩质边坡滑坡稳定性评价中的应用,并以汉中市城固县天明镇的道路滑坡为例,分析了滑坡的基本特征,对岩体裂隙砂土进行了物理力学试验,得到了计算所需的岩体裂隙砂土的参数。采用蒙托卡罗方法对影响边坡稳定性的各个因素进行了数值模拟,得出了影响滑坡稳定性的主要因素。主要研究内容如下:（1）论文介绍了岩质边坡滑坡对人们的生活带来的巨大危害，以及岩质边坡稳定性当前的研究现状，
2、并指出当前研究方法中存在的一些不足。（2）论文对蒙托卡罗方法在滑坡稳定性分析中的应用做了基本介绍,并且介绍了蒙托卡罗数值模拟法的基本原理，以及运用蒙托卡罗数值模拟法分析边坡稳定性的优势。（3）以秦巴山区典型滑坡岩石为研究对象，对汉中市城固县天明镇的道路滑坡进行了现场调研，并采集了风化层岩体裂隙的砂土样。在此基础上，运用室内剪切实验分析了岩石裂隙砂土的剪切强度，并人工配制了不同含水率的土样，研究了含水率对岩石裂隙砂土剪切强度的影响规律。（4）为了研究岩体边坡高度、坡度、节理走向和间距、节理间摩擦角等参数对岩石边坡稳定性的影响，论文运用蒙托卡罗数值模拟的方法，分别深入探讨分析了以上诸多因素对岩石边
3、坡稳定性的影响，并得出了安全系数的分布规律。最后分析了岩体孔隙水充盈率以及锚固措施对安全系数的影响，得出了排水措施和锚固方法对增强岩石边坡的稳定性效果都比较显著。关键词：岩石边坡 滑动破坏 倾倒破坏 蒙托卡罗数值模拟Stochastic Numerical Simulation of Rock Slope Stability in Qinba Mountain Area Abstract：The study of slope stability has been an important part of geotechnical engineering. Because of the sign
4、ificant uncertainty of factors which affect the slope stability, the traditional safety factor has been unable to indicate the possibility of the occurrence of slope failure.Based on this, the paper discusses the Monte Carlo Method in Rock Slope stability evaluation, investigates the landslide in Ti
5、anming Town,Chenggu Country of Hanzhong City. And then the indoor physical test of the sand samples from the rock fissures was conducted in order to obtain the basic parameters for both calculations and simulations. Using the Mothe Carlo method, different factors which influence the slope stability
6、has been simulated, the main contents are as follows:（1）This paper describes the great harm on peoples lives, and the current research status of the rock slope stability. Also the shortcomings of the current research has been pointed out in this paper.（2 The Monte Carlo method in the landslide stabi
7、lity analysis has been introduced, and also the basic principles and the advantages of the approach has been analyzed.（3）The landslide in Tianming Town, Chenggu Country of Hanzhong City was investigated, and the sand samples from the rock fissures was collected. Based on this, the indoor direct shea
8、r tests for different water contents were conducted with the purpose of getting the relation of water content and shear strength.（4）In order to study these factors such as rock slope height, slope effect, joint strike and pitch, joint parameters and friction angle on the rock slope stability, Monte
9、Carlo simulation method was used in this paper. The results show the distribution factor of safety under different effect factors. Finally, the influence of rock pore water filling rate and anchorage on the safety factor was analyzed, and the results show that both the obtained drainage measures and
10、 anchoring method for enhancing the rock slope stability are very significant. Keywords: rock slope Sliding failure toppling Monte Carlo目录目录3第一章 绪论51.1选题的意义及背景意义51.2研究现状61.2.1定性分析法71.2.2定量评价方法81.3当前研究中存在的主要问题91.4本文研究的内容和方法101.4.1主要研究内容101.4.2岩石边坡滑动的防治101.4.3主要研究方法111.4.4技术路线12第二章 现场调查与室内实验132.1现场调查1
11、32.2室内试验172.2.1土的含水率实验182.2.2土的直接剪切实验182.3本章小结23第三章 蒙托卡罗数值模拟法基本原理及其岩石边坡常见的破坏模式243.1蒙托卡罗数值模拟法基本原理243.2常见岩石边坡破坏模式及其判别准则253.2.1滑动破坏263.2.2倾倒破坏283.3锚杆（索）加固323.3.1预应力锚杆（索）加固原理323.3.2锚固力P的计算333.3.3最优安装角的确定343.3.4最小锚固长度353.3.5锚固伸长量363.3.6预应力损失363.4本章小结36第四章 蒙托卡罗数值模拟及结果分析374.1蒙托卡罗数值模拟374.2结果分析404.2.1坡体的坡高对安
12、全系数的影响规律404.2.2岩体坡角对安全系数的影响规律434.2.3岩体顶面倾角对安全系数的影响规律454.2.4岩体滑动节理层倾角对安全系数的影响规律474.2.5岩体倾倒节理层倾角对安全系数的影响规律484.2.6滑动节理层间距对安全系数的影响规律504.2.7倾倒节理层间距对安全系数的影响规律524.2.8滑动层内摩擦角对安全系数的影响规律534.2.9倾倒层内摩擦角对安全系数的影响规律564.3岩石边坡的治理措施584.3.1减小孔隙水充盈率584.2.11坡角支护和锚杆的使用604.4本章小结62第五章 结论与讨论63致谢64参考文献65第一章 绪论1.1选题的意义及背景意义多年
13、来，滑坡一直困扰着人们，影响着人们的正常生活。中国也是世界上滑坡非常严重的国家之一1-5，特别是20世纪80年代以来，随着经济建设的逐渐恢复与飞速发展及各种各样自然因素的影响，滑坡灾害呈现出越来越严重的趋势。据初步统计，全国至少有400多个市、县、区、镇，10000多个自然村受到滑坡灾害严重侵害，有证可查的滑坡灾害点40余万处，总面积超过173万km2占国土总面积的18%以上（截止2000年）。近年来，秦巴山地滑坡灾害时有发生，而且频次越来越高，给当地人民的生命和财产带来了巨大的损失也越来越大。随着西部大开发的实施以及西部经济的快速崛起，防灾减灾形势凸显严峻，对滑坡问题的研究和治理日益引起人们
14、的重视，从维护人民群众生命及财产安全和发展地区经济的需要出发，滑坡问题亟待解决，刻不容缓6-9。秦巴山区就是长江最大支流，即汉水上游的秦岭大巴山及其毗邻地区，地跨甘肃、四川、陕西、重庆、河南、湖北六省市，其主体位于陕南地区。秦巴山区既是陕南的主要产粮区，又是长江上游地区一个重要的生态屏障,而且其秦巴山区的地下矿藏和水资源也十分丰富10-14。陕西省的秦巴山区被列为全国11个连片特困地区之一，也将是陕西省今后扶贫开发工作的重点地区和主战场。另外，实施片区扶贫攻坚工程，深入探索区域发展与扶贫攻坚的新机制和新模式，也是国家扶贫开发战略的重大创新和完善。然而，滑坡泥石流等自然灾害却在这个宝地频发，在很
15、大程度上影响了陕南社会、经济和政治的发展。2013年6月18日，暴雨致商洛山体滑坡，一个村几乎被埋没。2012年7月9日，汉中市南郑县法镇及红庙镇两地由于山体滑坡和泥石流等自然灾害造成4人失踪，1人受伤。2011年9月18日，由于多日来强降雨，造成柞水县红岩寺镇跃进村发生一起突发性滑坡，这次滑坡事故造成3人被埋。2011年7月6日略阳县山体滑坡18人死亡，受灾人数达30万。2010年8月3日，在安康市白河县小双乡东村二组也发生了一起山体滑坡事故，这次事故致使5人死亡2人下落不明。在2010年7月18日安康市汉滨区大竹园镇七堰村、岚皋县四季乡木竹村发生的一起特大滑坡灾害中，有 14人不幸遇难，35人失踪。2010年5月31日，汉中汉台区河东店镇红旗村沥水沟发生了一切山体滑坡事故，这次滑坡事故致使29户群众的生命财产受到严重的威胁。2008年8月14日凌晨，陕西安康石泉县暴雨引发山体滑坡造成房屋倒塌，致使该县银龙乡两村民死亡。凡此种种，不胜枚举。陕南地区的秦巴山区多年来都是地质灾害的频发区，据相关资料不完全统计，就在19802012年期间，陕西省一共发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害近万起，导致超过1.2万余人死亡，这些自然灾害大多数发生在陕南秦巴山区15-19。由于经济的飞速发展以及社会的不断进步，越
