【摘 要】
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挡土墙治理黄土边坡的后评价问题是岩土工程中一个急需解决的问题,本文针对陕北地区运行中的挡土墙治理黄土边坡,开展了现场调查工作;针对典型的黄土边坡工程开展模型实验、现场监测与预测工作、有限元数值模拟,分析长期降雨影响下挡土墙治理黄土边坡工程的变形破坏机理;根据变形破坏机理筛选出9项影响治理效果的主控因子,构建了挡土墙治理黄土边坡的模糊综合后评价理论框架。得到的主要成果如下:（1）基于现场调查工作,探
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挡土墙治理黄土边坡的后评价问题是岩土工程中一个急需解决的问题,本文针对陕北地区运行中的挡土墙治理黄土边坡,开展了现场调查工作;针对典型的黄土边坡工程开展模型实验、现场监测与预测工作、有限元数值模拟,分析长期降雨影响下挡土墙治理黄土边坡工程的变形破坏机理;根据变形破坏机理筛选出9项影响治理效果的主控因子,构建了挡土墙治理黄土边坡的模糊综合后评价理论框架。得到的主要成果如下:（1）基于现场调查工作,探究降雨引起黄土边坡的破坏类型,初步分析了降雨影响下挡土墙治理黄土边坡的变形破坏机理。另外采用Apriori关联统计理论,对调查的数据进行治理效果的关联规则挖掘,得到:①当采用削方措施对黄土边坡进行治理时,达到治理效果良好的必要条件为:当地年降雨量小于550mm或坡高小于50m或治理后平均坡度小于65°或使用年限小于6年;②当采用重力式挡土墙治理时,达到治理效果良好的必要条件是:年降雨量小于550mm,且平均坡度小于65°;或年降雨量小于650mm,且坡高小于20m。（2）选取典型的削方治理黄土边坡和挡土墙治理黄土边坡,开展室内模型实验,分析了降雨影响下挡土墙治理黄土边坡的变形破坏机理:①对削方治理黄土边坡,由于降雨间隔期坡体表层的固结作用,雨水对坡体的冲刷作用越来越弱,第三年之后进入冲刷稳定期;降雨中渗入的雨水向坡肩处集聚,造成大的超孔隙水压力,引起“削肩”作用;降雨影响下削方治理黄土边坡的破坏模式为绕滑动中心的转动与滑体流变的组合,归类为牵引式滑坡;②对挡土墙治理黄土边坡,从第三年开始表层4m深范围的土体向墙背发生饱和流动,使得墙背表层的土压力大幅增大,此时墙背土压力呈中间小而顶部和底部大;降雨影响下黄土边坡挡土墙的破坏模式为墙体向前倾斜+中部鼓出;从第三年开始挡土墙治理黄土边坡进入了变形稳定期。（3）提出了湿陷性黄土边坡现场监测的理论,推导了根据黄土的湿陷沉降量进行测斜仪监测值校正的理论公式,对一典型的削方+挡土墙治理黄土边坡进行土压力和变形监测,并引入ARIMA模型进行土压力和变形预测,进一步分析其变形破坏机理:墙后土压力发展过程分为三个阶段,即快速增长阶段、缓慢增长阶段、逐渐稳定阶段;墙体鼓出是由于较单薄的墙体厚度与较大的墙背土压力联合引起的;墙体向前倾斜和折断是潜在滑动面开始活动引起的。ARIMA模型对土压和位移的预测结果更合理,建议采用ARIMA模型进行预测。（4）对典型的削方治理黄土边坡和挡土墙治理黄土边坡进行降雨影响下的有限元流固耦合分析,进一步分析其变形破坏机理:①降雨中湿锋不能作为饱和区与非饱和区的界限,只能作为一定雨水渗透速率的分界;证实了降雨的“削肩”作用是由于超孔隙水压力聚集引起的;②由于挡土墙起到的“渗沟”作用,墙体附近的孔隙水压力始终处于负值;由于挡土墙的阻抗作用,坡体的流变现象只集中在第一年降雨中;墙面防水可有效防止墙体发生破坏。（5）提出了黄土边坡治理效果的四级分级制及治理效果分级标准,根据黄土边坡受降雨影响的变形破坏机理,凝练出黄土边坡治理效果的9项主控因子;提出根据现场调查统计数据和单因素Apriori关联规则更客观地确定各主控因子隶属函数的理论;采用改进的层次分析法,结合黄土边坡变形破坏机理确定各主控因子权重,进而构建了基于Apriori关联规则的黄土边坡治理效果的模糊综合评价理论框架,并进行了工程验证。
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