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摘要
云南陆良馨园膨胀土斜坡变形特征及发展趋势预测
摘 要
膨胀土是一种特殊的粘性土，它在我国的分布十分广泛，随着我国经济迅速
发展，越来越多的工程建设将穿越膨胀土地带，由于膨胀土的不良工程性质，导
致了各种地质灾害，而膨胀土滑坡现已成为膨胀土问题中的焦点。由于膨胀土的
特殊性，膨胀土斜坡坡度在很缓的情况下都可以蠕滑失稳，让人防不胜防。因此，
开展膨胀土斜坡稳定性研究，并利用监测数据及时、准确的预测斜坡未来发展趋
势具有着重要的现实意义。
本文以云南陆良膨胀土斜坡为研究对象，对斜坡区的主要地质条件、边界条
件及斜坡变形影响因素进行了深入研究，从宏观上对斜坡稳定性做出评价。在分
析了膨胀力对斜坡的作用方式后，首先根据相关公式和室内试验对膨胀力做了初
步确定，然后采用极限平衡分析理论分别在自重应力、自重应力和膨胀力共同作
用两种情况下对斜坡稳定性做出了分析，其中建立了膨胀力与安全系数 K 值之
间的关系式，反算膨胀土中的膨胀力，最终确定了膨胀力。在考虑了膨胀力对斜
坡稳定性的影响的基础上，分别采用三维数值模型对斜坡稳定性进行了分析，并
结合监测数据采用人工神经网络预测模型，对斜坡未来发展趋势进行了预测，研
究表明：
1、膨胀力为体积力，在斜坡内部传播之后部分膨胀力会相互抵消、衰减，
在向上传播过程中，不考虑传播的力矩的影响，膨胀力将以面力的形式向上传播
给上覆的岩土体。
2、在采用极限平衡分析理论反推膨胀力与安全系数 K 值之间的关系式中可
以看出，膨胀力产生的下滑力与膨胀力垂直分量造成的下滑力损失基本抵消，但
滑体的下滑力由于上覆荷载的减少而相应的减少，即在膨胀力的影响下增大了滑
面上的水平应力差。
3、在考虑膨胀力的情况下，三维数值模拟分析获得斜坡变形量与监测获得
的斜坡变形量基本吻合。
4、在考虑温度、湿度和时间三个变量的情况下，采用人工神经网络预测模
型对斜坡发展趋势进行了预测，从数据的波动性上来看，基本与监测数据吻合，
能够较好的预测斜坡未来变形发展趋势，为工程治理提供参考依据。

关键词：膨胀土斜坡 下滑力损失 水平应力差 三维数值模拟分析 人工神经网络
I
成都理工大学硕士学位论文

Expansive soil slope deformation characteristics and
development trend forecast of XinYuan in Yunnan luliang

Abstract
Expansion is a special kind of clay soil, it is very widely distributed in China, with
the rapid development of China's economy, more and more construction projects will
pass through the land with the expansion, due to the expansion of poor engineering
properties of soil, resulting in a variety of geological disasters, and expansive soil
landslide has now become the focus of expansive soil problems. Due to the special
nature of expansive soil, slope of expansive soil slope in the case of very slow creep
instability can, people keep track of. Therefore, to study the stability of expansive soil
slope, an