论文题目: 类土质边坡特性及其锚固设计理论研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 赵晓彦
导师: 胡厚田
关键词: 类土质边坡,预应力锚索,框架,耦合,解耦,边坡稳定性
文献来源: 西南交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对类土质边坡的性质、锚固特性及其锚固边坡稳定性计算方法进行了系统研究:首先通过大量的现场调研,完善了类土质边坡的地质模型,给出了该类边坡的分类和破坏方式及破坏机理;对锚索加固边坡的离心相似模型进行了研究:在离心模型试验中对锚索预应力进行了测量,通过离心模型试验对锚索预应力的扩散进行了研究;通过现场试验与离心模型试验相结合,对锚索框架的受力模式进行了研究;对预应力锚索加固边坡的稳定性计算方法分锚固体与坡体的耦合和解耦两个阶段进行了研究;最后采用FLAC3D拉格朗日元对类土质边坡锚固效应、锚索预应力的损失、框架梁的内力分布及类土质边坡的开挖效应进行了数值模拟研究。取得了以下主要结论和成果: （1） 完善了类土质边坡的概念,认为类土质边坡为“由岩体风化而成的保留或部分继承了原岩的结构面等其它岩体特征且未经二次堆积的土体物质或破碎岩体物质构成,稳定特性明显区别于均质土边坡及岩质边坡的一类边坡”。并将类土质边坡按风化前原岩的软硬程度及其组合情况划分为三种类型:软岩全～强风化边坡、软硬岩相间的全～强风化边坡、硬岩全～强风化边坡。分析了类土质边坡的破坏方式及破坏机理。 （2） 系统地研究了预应力锚索框架加固类土质边坡的离心相似模型,为此类试验提供了理论依据。研究了离心模型试验中锚索力及框架弯矩、锚固力自坡面向坡体内传递规律的测试方法。通过花岗岩残积土边坡的离心模型试验研究,得出在无结构面时,边坡的坡角与极限边坡高度的关系与马斯洛夫给出粗粒土边坡的坡度与稳定坡高的关系基本一致,可以用马斯洛夫方法指导此种边坡的设计。 （3） 在研究现有锚固段锚土界面模型的基础上,阐述了基于锚固段土体位移的交界面模型,随着锚固力的逐渐增大,锚固段土体位移可以分为三个阶段:土体颗粒间的相对移动,土体的剪切应变,土体的整体移动。以此模型为基础,分析了锚固预应力损失的机理。 （4） 针对无框架和有框架两种情况,分别推导了锚固力的传递范围,为锚索间距的大小提供了依据。并进行了离心模型试验及现
论文目录:
1 绪论
1.1 问题的提出、研究背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 类土质边坡的研究现状
1.2.2 边坡锚固技术研究现状
1.3 论文研究内容、研究目标、研究技术路线
2 类土质边坡特性研究
2.1 引言
2.2 类土质边坡的概念
2.3 类土质边坡的类型
2.3.1 软岩全强风化边坡
2.3.2 软硬岩相间的全强风化边坡
2.3.3 硬岩全强风化边坡
2.4 类土质边坡的破坏方式及破坏机理
2.4.1 沿坡体中结构面的破坏
2.4.2 崩塌破坏
2.4.3 不沿结构面的破坏
2.4.4 坡面冲刷
2.5 类土质边坡的滑坡特性
2.5.1 类土质边坡滑坡的特点
2.5.2 滑坡形成的内在机理
2.6 小结
3 预应力锚索框架加固类土质边坡的离心模拟技术研究
3.1 引言
3.2 离心试验原理
3.2.1 离心力场的特性
3.2.2 模型在离心场中的运动状态
3.2.3 试验中的误差分析
3.2.3.1 离心机起动与停机过程引起的误差
3.2.3.2 离心场本身的误差
3.2.3.3 粒径效应和边界效应引起的误差
3.2.3.4 土样制备技术引起的误差
3.3 离心相似模型的推导
3.3.1 边坡坡体的相似模型
3.3.2 锚索的相似模型
3.4 试验模型制作及测量元件的埋设
3.4.1 边坡介质材料
3.4.2 边坡模型尺寸
3.4.3 锚索模型制作及锚索力测试元件设置
3.4.4 框架梁模型制作及梁弯矩测试元件设置
3.4.5 锚固力自坡面向坡体传递规律的测量
3.5 类土质边坡破坏的离心模型试验
3.5.1 无结构面时边坡极限高度与坡角的关系
3.5.2 边坡破坏形式
3.5.3 边坡的开挖行为
3.6 小结
4.类土质边坡锚固体与坡体相互作用的试验研究
4.1 引言
4.2 锚固体内锚段与坡体接触面模型的建立
4.3 锚索张力沿内锚段分布的试验研究
4.3.1 类土质边坡锚固力现场试验研究
4.3.2 离心模型试验
4.4 小结
5.锚固力在类土质边坡坡体内的分布研究
5.1 引言
5.2 理论推导及求解
5.2.1 无框架情况
5.2.2 有框架情况
5.3 离心模型试验
5.3.1 试验概况
5.3.2 试验过程
5.3.3 试验结果及分析
5.3.3.1 无框架情况
5.3.3.2 有框架情况
5.4 类土质边坡锚索框架加固的现场试验
5.5 小结
6.框架梁的内力计算
6.1 引言
6.2 预应力锚索框架(地梁)现有计算方法评述
6.2.1 单梁的计算
6.2.2 框架的计算
6.2.3 对称算法
6.3 预应力锚索框架(地梁)的力学计算研究
6.3.1 计算假定条件
6.3.2 锚固力在纵、横梁间的分配计算
6.3.3 梁的内力计算
6.3.4 算例及现场测试(一)
6.3.5 算例及现场测试(二)
6.4 离心模型试验
6.4.1 试验内容
6.4.2 试验方案及模型制作
6.4.3 试验结果及分析
6.4.3.1 框架梁弯矩沿梁长度的分布
6.4.3.2 边坡坡率变化对框架梁弯矩的影响
6.4.3.3 锚固力大小对框架梁弯矩的影响
6.5 小结
7.锚固体与坡体耦合作用下边坡稳定性分析
7.1 引言
7.2 预应力锚索加固边坡的力学机理
7.2.1 锚固体与边坡岩土体的相互作用
7.2.2 边坡岩土体受力阶段
7.3 锚固边坡稳定性计算方法
7.3.1 耦合阶段的边坡稳定性计算
7.3.1.1 以圆弧滑动面理论为基出的稳定性计算方法
7.3.1.2 以非圆弧滑动面理论为基础的稳定性计算方法
7.3.1.3 锚索预应力作用下岩土体物理力学指标的确定
7.3.2 解耦阶段的边坡稳定性计算
7.4 土锚解耦的现场测试
7.5 算例
7.6 小结
8.预应力锚索加固边坡的快速拉格朗日元数值模拟
8.1 FLAC基本原理
8.2 锚索的模拟
8.3 类土质边坡锚固效应的模拟
8.3.1 边坡模型
8.3.2 计算参数
8.3.3 模拟结果分析
8.4 锚固力损失的模拟
8.5 框架梁内力的模拟
8.6 类土质边坡开挖效应的模拟
8.7 小结
结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
发布时间: 2005-08-16
参考文献
- [1].类土质边坡稳定性及其控制技术研究[D]. 谭捍华.重庆大学2011
- [2].土质边坡地震动力响应特性分析及稳定性评价[D]. 张江伟.中国地震局地球物理研究所2015
- [3].基于冻融界面强度损伤的季冻区土质边坡稳定性研究[D]. 葛琪.吉林大学2010
- [4].基于位移实时监测的季节冰冻区土质边坡稳定性分析方法研究[D]. 姜屏.吉林大学2012
- [5].多元层状陡立土质边坡差异性风蚀效应研究[D]. 崔凯.兰州大学2009
- [6].高速铁路土质边坡降雨力学响应及安全性评价研究[D]. 李龙起.西南交通大学2014
- [7].地震作用下土质边坡—锚固结构动力响应及相互作用研究[D]. 李金和.长安大学2015
- [8].降雨入渗—重分布下土质边坡稳定性研究[D]. 豆红强.浙江大学2015