有限元法在略阳电厂边坡稳定性分析中的应用与研究

论文摘要

近年来,边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究课题,在岩土工程或土木工程领域占据相当重要的地位。同时,也是全球性三大地质灾害之一,边坡的失稳严重危及到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建设的大力发展,矿山、水利、建筑等大型工程建设项目领域都涉及边坡稳定性问题,该问题越来越受到人们重视。因此对边坡工程稳定性方法的研究是边坡问题研究中一项十分重要的内容。本文以大唐略阳发电厂边坡挡护工程为研究对象,选用有限元法对此工程的稳定性进行探讨,文中选取了边坡工程其中一段土坡为例,遵循有限元程序编制的原理、方法和步骤,将边坡离散为平面六节点等参单元,建立线弹性静力条件下的有限元模型,使用Matlab编程语言编写适用于研究本边坡工程稳定性问题的有限元计算程序。通过程序计算得出这段土坡单元的位移和单元节点应力,从计算结果中分析边坡的位移变形趋势和安全系数。该程序考虑了土体性质和水位对土体自重产生的因素,因此最后的结果误差很小。为了对所编制的有限元程序进行验证,文中最后采用有限元专业分析软件Plaxis V8对略阳电厂边坡工程稳定性进行计算分析,通过对程序计算和专业软件计算的结果进行比较,结果表明二者滑裂面大致相吻合；同时,通过实际边坡变形监测验证了计算结果的正确性。文中从理论和实际两方面证明了所编制的程序对分析略阳电厂边坡工程的稳定性具有可行性和实用性,同时也展示了有限元程序的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 边坡工程概况
• 1.1.1 边坡的概念和分类
• 1.1.2 滑坡的定义和分类
• 1.1.3 边坡稳定的作用
• 1.1.4 影响边坡稳定的因素
• 1.2 边坡稳定性的研究发展
• 1.3 课题研究背景
• 1.3.1 课题来源及研究意义
• 1.3.2 研究目的及方案
• 1.3.3 研究方法
• 1.3.4 本文所做的工作
• 第二章 有限元法分析边坡稳定的基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 有限元理论基础
• 2.3 有限元法在边坡稳定性分析中应用概述
• 2.4 边坡稳定性的有限元分析原理
• 2.4.1 有限元法基本原理
• 2.4.2 有限元程序的结构和特点
• 2.5 边坡稳定性分析的有限元模型
• 2.5.1 土的本构模型
• 2.5.2 平面等参单元的选择
• 第三章 有限元程序设计
• 3.1 概述
• 3.1.1 程序设计原则
• 3.1.2 程序的主要功能
• 3.1.3 程序编制中的有关技术问题
• 3.2 软件开发
• 3.2.1 需求分析
• 3.2.2 程序设计框图
• 3.2.3 各子程序功能
• 3.2.4 程序需要输入的原始数据
• 3.2.5 土体单元材料信息
• 3.3 程序编码
• 3.3.1 程序设计语言
• 3.3.2 程序的实现
• 3.4 计算分析
• 3.4.1 土体单元的基本数据生成
• 3.4.2 有限元计算中需处理的问题
• 3.4.3 计算分析
• 第四章 程序测试
• 4.1 结果验算
• 4.1.1 验算方法
• 4.1.2 计算结果分析
• 4.1.3 结果比较
• 4.2 变形监测验证
• 4.3 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献