顺层岩体路堑边坡稳定性的有限元模拟分析

论文题目: 顺层岩体路堑边坡稳定性的有限元模拟分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 王平

导师: 龚文惠

关键词: 顺层岩体,路堑边坡,稳定性,强度折减,有限元法

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 顺层岩体边坡是指斜坡倾斜方向与岩层倾向一致的边坡。由于人工开挖产生临空面时,或在受地表水浸蚀等不利因素作用下,顺层岩质路堑边坡很容易沿着层间软弱结构面发生滑坡。随着我国西部开发步伐的加快和山区高等级公路的大量兴建,顺层岩体边坡工程问题日渐突出,其研究具有重要的现实意义。本文采用理论分析和数值分析相结合的手段,对顺层岩体路堑边坡的稳定性问题进行了重点研究。首先,讨论了顺层岩体路堑边坡的常见病害,破坏类型及特征。建立了顺层岩体边坡典型完全平面滑动型模型,运用极限平衡原理,推导出了顺层岩体边坡保持稳定时的最大坡高的解析解。其次,对顺层岩体边坡的有限元单元和结构面的力学模型进行了一定的探讨,给出了基于强度折减理论的边坡安全系数的求解方法和边坡破坏状态的确定方法。然后,根据实际工程条件,建立了顺层岩体路堑边坡的有限元分析模型,采用强度折减弹塑性有限元法,借助于ANSYS 软件,分析了边坡的应力、变形和稳定性,并计算了不稳定边坡的下推力。进一步地,通过顺层岩体路堑边坡的稳定性对结构面的强度参数、岩层倾角和岩层厚度等因素的敏感性分析,总结了顺层岩体路堑边坡的稳定性规律。另外,讨论了顺层岩体路堑边坡开挖过程中的应力释放问题和边坡模拟过程中的失稳判据问题,提出了边坡失稳的综合判别依据; 对顺层岩体路堑边坡在开挖过程中的应力、变形和稳定性的发展和变化进行了动态模拟分析。最后,简要地讨论了顺层岩体路堑边坡工程中常用的支护处理方式。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2 顺层岩体路堑边坡问题现状的研究

1.2.1 顺层岩体边坡稳定性问题分析方法

1.2.2 顺层岩体边坡工程处理技术的研究和应用状况

1.2.3 顺层岩体边坡问题研究中存在的问题

1.3 本文研究的主要内容

2 顺层岩体路堑边坡的破坏特征及模型

2.1 顺层岩体路堑边坡的常见病害

2.2 顺层岩体路堑边坡的破坏类型及特征

2.3 典型顺层岩体边坡概化模型及其极限平衡方程

3 顺层岩体边坡稳定性的有限元解法

3.1 边坡稳定性的有限元分析原理

3.2 顺层岩体路堑边坡的弹塑性模型

3.2.1 岩体的本构关系和屈服准则

3.2.2 流动法则及其对分析结果的影响

3.3 顺层路堑边坡的结构面模拟及解法

3.3.1 顺层路堑边坡结构面模拟

3.3.2 Newton-Raphson 法求解非线性问题

3.3.2.1 Newton-Raphson 法概述

3.3.2.2 用Newton-Raphson 法解材料非线性问题

4 顺层岩体路堑高边坡的稳定性分析

4.1 边坡稳定安全系数的强度折减弹塑性有限元分析法

4.1.1 强度折减弹塑性有限元法分析边坡稳定性的原理

4.1.2 强度折减弹塑性有限元分析的基本方法

4.1.3 强度折减弹塑性有限元分析顺层岩体路堑边坡的模型.

4.1.4 边坡的稳定安全系数的求解方法

4.1.5 强度折减弹塑性有限元分析边坡稳定性的优点

4.2 顺层岩体路堑边坡的分析条件和计算参数

4.3 顺层岩体路堑高边坡的稳定性分析

4.4 不稳定顺层岩体路堑高边坡的下推力计算

5 顺层岩体路堑边坡稳定性的特征及规律

5.1 顺层岩体路堑边坡的稳定性与结构面强度的关系

5.2 顺层岩体路堑边坡的稳定性与岩层厚度的关系

5.3 顺层岩体路堑边坡的稳定性与岩层倾角的关系

5.4 影响顺层岩体边坡稳定性的其他因素

6 顺层岩体路堑边坡的动态仿真模拟

6.1 顺层岩体路堑边坡开挖过程中的应力释放问题

6.2 顺层岩体路堑边坡模拟分析的失稳判据

6.3 顺层岩体路堑边坡在开挖过程中的稳定性的动态模拟分析

6.3.1 边坡开挖过程的动态模拟分析模型

6.3.2 边坡开挖过程的位移模拟分析

6.3.3 边坡开挖过程的应力模拟分析

6.3.4 边坡开挖过程的稳定性模拟分析

7 顺层岩体路堑边坡的支护与加固

7.1 锚杆支护

7.2 抗滑桩支护

7.3 预应力锚索支护

7.4 联合支护

8 结论与展望

8.1 全文总结

8.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表论文目录

附录2 攻读学位期间参加及完成的科研课题

发布时间: 2006-04-05

参考文献

• [1].高路堑边坡稳定性分析及数值模拟研究[D]. 戴明恺.华南理工大学2018
• [2].顺层路堑边坡开挖预支护设计方法[D]. 胡宪胜.武汉理工大学2015
• [3].云南普宣高速公路顺层路堑边坡研究[D]. 梅新.武汉理工大学2012
• [4].土质路堑边坡稳定性研究[D]. 许云华.昆明理工大学2005
• [5].汉宁高速公路路堑边坡病害成因分析及处治技术研究[D]. 李萌.长安大学2015
• [6].石忠高速公路松散堆积体路堑边坡稳定性分析及处治技术研究[D]. 张吉庆.重庆交通大学2009
• [7].重庆綦江至万盛高速公路路堑边坡处治技术研究[D]. 袁鹏.重庆大学2005
• [8].山区高陡路堑边坡变形与破坏机理研究[D]. 谌博.长沙理工大学2005
• [9].黄土高路堑边坡稳定性分析[D]. 严西华.长安大学2001
• [10].高寒地区路堑边坡稳定性分析及治理方法研究[D]. 尹玉秋.天津大学2007

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