开挖土坡渐进破坏机理及稳定性分析方法研究

论文摘要

边坡的失稳破坏并非一蹴而就,而是长年累月渐进破坏累积的结果。本文利用有限元软件对边坡失稳的过程进行了模拟,从剪切带土体单元应力状态着手分析了剪切带发育及扩展的过程,揭示了边坡渐进破坏的机理,并在此基础上提出了有限元单元破坏判据直观的模拟了边坡渐进破坏的过程。对传统的有限元强度折减法及位移突变判据的不足之处进行了优化,并提出了一种新型有限元动态强度折减法。对影响边坡特征点位移的边坡几何、物理、模型等参数进行了单因素敏感性分析,在此基础上通过灰色关联分析法开展了开挖土坡归一化变形量失稳判据的研究。本文主要研究内容与成果如下:(1)通过总结土体单元破坏规律,提出了有限元单元破坏准则S,并在此基础上提出了有限元单元屈服判据S’;(2)通过对剪切带上监测单元的应力分析揭示了边坡渐进破坏的机理,根据有限元单元破坏准则,再现了剪切带发育扩展直至贯通的过程,生动形象而又直观的模拟了边坡渐进破坏的规律;(3)通过引入能够反映开挖土坡应力状态和应力路径的剑桥系列的修正关口太田模型和位移变化倍率突变判据以及在考虑剪切带强度软化基础上对折减范围与方法进行了改进而提出的一种可以考虑剪切带单元应变软化并反映边坡渐进破坏过程考虑剪切带扩展方向的新型有限元动态强度折减法,对传统有限元折减法进行了优化;(4)对影响边坡特征点位移的边坡几何、物理、模型等参数进行了单因素敏感性有限元分析,在此基础上通过灰色关联分析法总结了开挖土坡归一化变形量失稳判据,并通过工程案例验证了其合理性。

论文目录

致谢

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 边坡渐进破坏国内外研究现状

1.2.2 常用边坡稳定分析方法综述

1.3 现有研究存在的问题

1.4 本文主要研究内容及技术路线

1.4.1 主要研究内容

1.4.2 本文技术路线

第2章基于有限元强度折减法的边坡渐进破坏机理分析

2.1 引言

2.2 边坡渐进破坏机理研究

2.3 边坡渐进破坏过程模拟

2.3.1 单元破坏准则建立

2.3.2 天然土坡渐进破坏过程模拟

2.3.3 开挖土坡渐进破坏过程模拟

2.4 本章小结

第3章传统有限元强度折减法的优化

3.1 引言

3.2 本构模型的选取

3.2.1 修正关口-太田模型

3.2.2 不同本构模型的对比分析

3.3 位移突变失稳判据的改进

3.3.1 常用边坡失稳判据对比分析

3.3.2 位移变化倍率突变失稳判据

3.4 考虑滑带单元强度软化的动态强度折减法

3.4.1 基本原理

3.4.2 计算步骤

3.4.3 算例分析

3.5 本章小结

第4章开挖土坡归一化变形量失稳判据

4.1 引言

4.2 开挖土坡变形量失稳判据的单因素敏感性分析

4.2.1 开挖边坡几何参量对坡顶点位移突变的影响

4.2.2 开挖边坡物理参量对坡顶点位移突变的影响

4.2.3 开挖边坡模型参量对坡顶点位移突变的影响

4.3 开挖土坡归一化变形量失稳判据

4.3.1 灰色关联分析的基本原理与方法

4.3.2 不同因素对变形量影响的灰色关联分析

4.3.3 开挖土坡变形量失稳判据的归一化

4.4 南水北调东线南干渠工程应用

4.5 本章小结

第5章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王乾坤

导师: 李凡,栗勇

关键词: 渐进破坏,破坏机理,强度折减法,失稳判据,归一化

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 合肥工业大学

分类号: TU43

总页数: 114

文件大小: 5205K

下载量: 119

开挖土坡渐进破坏机理及稳定性分析方法研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢