岩质边坡稳定性有限元分析及支护措施研究

论文摘要

随着近年来国家基本建设力度的加大和西部大开发战略的顺利实施,工程建设中遇到的边坡稳定问题相应的增多。事实上,在边坡的施工及运营过程中,边坡失稳现象时有发生,且边坡一旦失稳,其往往带来严重后果。因此,对边坡进行模拟和分析判断其稳定性,并制定出有效的防护与治理措施,具有十分重要的理论与工程实践意义。边坡工程的稳定性分析是岩土工程中的一项重要工作,也是岩土工程领域的一个研究热点。有限元法通过分析结构的应力应变结果来判断边坡稳定的状况,不需要假设滑移面形状和简化滑块间的相互作用力。本论文对目前用于边坡稳定性评价的主要方法进行了研究对比后,针对岩石边坡稳定性分析,运用了有限元法,建立了边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型,并采用Drucker-Prager屈服准则,运用ANSYS软件作为计算分析工具,对一岩质边坡的稳定性进行了具体分析。本文回顾了边坡稳定性研究和喷锚网支护的发展,介绍了喷锚网支护原理、特点,分析了边坡破坏形式和影响边坡稳定性的因素,详细叙述了边坡稳定性相关理论;主要总结了目前边坡稳定性评价的方法,分析了各种评价方法的优缺点;详细介绍了岩质边坡喷锚支护设计过程并应用于工程实例。最后,本文采用ANSYS有限元程序对加固前后边坡的稳定性进行模拟分析,通过分析初始地应力场和支护后的变形、应力以及塑性状态,证明了本文所用的边坡稳定分析方法和治理措施是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 岩体力学与工程概述
• 1.3 本文研究的意义和目的
• 第二章 边坡稳定性分析研究
• 2.1 边坡与边坡稳定性
• 2.1.1 边坡的破坏形式
• 2.1.2 边坡稳定性影响因素
• 2.1.3 边坡稳定性分析的发展
• 2.1.4 岩质边坡稳定性研究的发展
• 2.2 边坡稳定性评价方法与理论研究
• 2.2.1 定性评价方法
• 2.2.2 定量评价方法
• 2.2.3 半定量分析
• 2.2.4 非确定分析
• 2.2.5 其他常用方法
• 第三章 喷锚网支护理论及工程应用
• 3.1 边坡工程治理技术综述
• 3.1.1 边坡治理技术的发展
• 3.1.2 岩土锚固技术的应用与发展
• 3.2 国内外喷锚支护技术的研究与发展
• 3.3 喷锚网原理及特点
• 3.4 岩石锚喷支护设计过程
• 3.5 工程实例
• 3.5.1 工程概况
• 3.5.2 地层与岩性
• 3.5.3 水文地质条件
• 3.5.4 支护方案比选
• 3.5.5 喷锚网构造设计
• 第四章 边坡稳定性有限元分析
• 4.1 有限元基本原理及求解步骤
• 4.1.1 有限元基本理论
• 4.1.2 求解步骤
• 4.2 ANSYS 软件简介
• 4.3 实例分析
• 4.3.1 计算模型的建立
• 4.3.2 有限元分析及计算结果
• 4.3.3 计算结果分析
• 第五章总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要