裂隙性超固结粘土边坡渐进性破坏的有限差分模拟

论文题目: 裂隙性超固结粘土边坡渐进性破坏的有限差分模拟

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 王志伟

导师: 王庚荪

关键词: 裂隙性超固结粘土,渐进性破坏,剪切带,峰值强度,残余强度

文献来源: 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 裂隙性超固结粘土是一种具有特殊性质的原状粘土,裂隙性、超固结性是它的两个突出特性。首先,裂隙性一方面使得土体在强度上具有一定的方向性,另一方面它使得土体更容易应力集中。其次,超固结或严重超固结作用使得土体具有很强的软化特性。这两个特性再加上几何造成的应力集中因素使得以这种土体组成的边坡具有典型的渐进性破坏的特点。传统的极限平衡法不能考虑边坡的这种破坏机理,因此无法精确地对此类边坡破坏过程进行模拟和稳定性分析。FLAC是一个有限差分程序,它能够进行大变形应力应变渐进性分析,另外还具有可以模拟裂隙性和应变软化的本构模型,这些都很好地针对了裂隙性超固结粘土的强度特点和边坡渐进性破坏的特点。本论文主要用FLAC程序对裂隙性超固结粘土边坡的渐进性破坏进行了模拟和研究。首先,对典型的缓边坡和直立边坡的破坏过程进行了模拟。通过模拟可以看出缓边坡以剪切破坏为主,剪切带的形成并不一定是一条,剪切带的初始形状也不一定是圆弧形。而直立边坡的破坏表现为剪切带与拉裂缝的贯通,拉裂缝也不止一条。另外,本论文还通过追踪边坡中不同处的粘聚力变化,展现了土体的软化过程。这些破坏过程的模拟无疑对更深一步地认识和分析裂隙性超固结粘土边坡破坏特征有重要的意义。其次,对裂隙性和超固结性引起的软化特性分别设计了不同裂隙倾角、不同边坡倾角的算例,分析了裂隙和软化特性对边坡破坏时剪切带的形成过程和形式,以及边坡稳定性的影响。通过分析可以看出,裂隙性是剪切带以及剪切带与拉裂缝贯通形式在发展过程发生很大变化的主要原因,软化特性对应力集中和剪切带的形式有很大的影响。最后,对数值计算中网格划分的疏密和数学物理模型建模范围对计算精度影响进行了讨论。

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第一章 绪论

1.1 问题的提出与研究意义

1.2 问题研究的历史与现状

1.2.1 裂隙性超固结粘土的概念和特征

1.2.2 裂隙性超固结粘土边坡研究的历史与现状

1.3 论文主要研究内容

第二章 FLAC 原理

2.1 拉格朗日元法简介

2.2 FLAC 程序简介

2.3 强度折减法

第三章 渐进性破坏的分析与模拟

3.1 概述

3.2 应变软化局部化和残余强度分析

3.2.1 应变软化

3.2.2 应变局部化和剪切带

3.2.3 残余强度

3.3 本构模型与软化参数

3.3.1 本构模型与屈服流动方程

3.3.2 强度力学参数自定义方程

3.3.3 节理软化模型的执行过程

3.4 力学参数的选取

3.4.1 变形参数和侧压系数

3.4.2 强度参数

3.5 算例分析

3.5.1 缓边坡破坏模拟

3.5.2 竖直边坡破坏模拟

3.6 本章小结

第四章 边坡稳定性和破坏形式的影响因素分析

4.1 概述

4.2 裂隙和坡比的影响分析

4.2.1 算例设计

4.2.2 计算结果分析

4.3 超固结性影响分析

4.3.1 计算材料和模型

4.3.2 计算结果分析

4.4 水的影响分析

4.4.1 概述

4.4.2 算例设计

4.4.3 计算结果分析

4.5 本章小结

第五章 数值计算中有关影响因素分析

5.1 网格划分对计算结果的影响

5.1.1 概述

5.1.2 算例设计

5.1.3 计算结果分析

5.2 计算范围对计算结果的影响

5.2.1 概述

5.2.2 算例设计

5.2.3 计算结果分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 讨论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与科研项目情况

攻读硕士学位期间发表的论文情况

致 谢

发布时间: 2006-12-28

参考文献

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• [3].长期荷载作用下超固结饱和软粘土静动力特性试验研究[D]. 郑敏.江西理工大学2016
• [4].现代黄河三角洲沉积物超固结特征及其成因研究[D]. 张建民.中国海洋大学2006
• [5].应力历史对饱和膨胀土强度特性影响的试验研究[D]. 张文进.合肥工业大学2016
• [6].重塑黄土强度影响因素的试验研究[D]. 满旭伦.西北农林科技大学2016
• [7].荷载作用下超固结比对软土地基承载力影响研究[D]. 马楠.天津大学2016
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