基于点安全系数法的边坡支护设计研究

论文摘要

随着交通行业的发展,人们对自然的改造越发强烈,逢山开路,遇水架桥,在工程实践中所要面对边坡工程也朝着结构形态复杂化和空间规模巨大化发展。现有规范中的大部分技术要求都来自于工程实践经验和极限平衡法推导获得,对边坡以及支护的分析缺少空间作用下的考虑,导致了边坡在设计和支护时结果都偏于保守,造成了经济上的浪费。随着计算机的发展,数值分析被越来越多的应用到工程分析中。传统的边坡稳定性分析方法如极限平衡法和强度折减法,仅用一个安全系数对边坡的稳定性进行评价也是不全面的。本文借助FLAC 3D有限差分软件,采用点安全系数法,建立二维理论模型和真三维模型,对边坡整体和局部稳定性分析与锚杆支护设计方案展开研究工作,并将研究成果应用于贞丰电厂进场道路高边坡的稳定性分析与支护设计中。(1)查阅国内外相关文献,当前工程界对边坡稳定性分析主要采用极限分析法、极限平衡法和数值分析法,三者都从整体稳定性评价边坡。点安全系数法作为边坡的分析方法,能够同时反映出整体与局部的稳定性,反映边坡的最不利位置,对支护设计有重要意义。(2)采用ACAD(澳大利亚计算机协会)边坡考题对点安全系数法程序的计算结果进行对比,整体安全系数与潜在滑动面均与标准答案一致,验证了程序的正确性。(3)采用二维理论模型对边坡的锚杆支护不同布设位置,角度和长度进行计算,探究最优设计方案与点安全系数分布和潜在滑动面的位置的关系,总结出一般规律。(4)将二维分析的一般性结论应用到三维边坡的支护方案设计中,对比不同锚固方式的加固效果,选择最优方案,对比支护前后边坡稳定性的变化,探究产生变化的原因。

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第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 常用的边坡稳定性分析方法概述

1.2.1 传统分析法

1.2.2 极限平衡分析法

1.2.3 数值分析法

1.3 边坡锚杆支护设计研究

1.4 本文主要研究思路

第2章点安全系数法计算方法

2.1 边坡潜在滑动面的确定

2.2 位移等值面的拟合

2.3 位移等值面上的滑动方向

2.4 局部滑动面上的正应力与剪应力

2.5 点安全系数的定义

2.6 点安全系数法的验证

2.7 小结

第3章点安全系数法在边坡支护中的研究

3.1 计算模型及参数选取

3.2 原始边坡稳定性分析

3.3 方案设计与锚杆参数取值

3.3.1 锚杆布置位置对边坡稳定性的影响

3.3.2 锚杆布置角度对边坡稳定性的影响

3.3.3 锚杆布置长度对边坡稳定性的影响

3.4 本章小结

第4章复杂空间形态边坡支护设计

4.1 工程概况

4.1.1 工程安全等级

4.1.2 区域地质构造

4.1.3 地形地貌特征

4.1.4 地层岩性

4.1.5 不良地质作用与地下水

4.1.6 工程边坡设计

4.2 模型建立与参数取值

4.3 工程边坡稳定性分析

4.3.1 临界失稳状态下滑动范围

4.3.2 点安全系数的计算

4.3.3 潜在滑动面的点安全系数

4.3.4 工程边坡稳定性

4.4 工程边坡支护方案选取

4.4.1 锚杆加固位置

4.4.2 锚杆加固长度

4.4.3 锚杆加固角度

4.5 锚杆支护效果

4.5.1 临界状态位移场

4.5.2 点安全系数分布

4.5.3 潜在滑动面

4.6 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王泽华

导师: 杨涛

关键词: 极限平衡法,边坡,点安全系数,局部稳定性,支护设计

来源: 西南交通大学

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: 西南交通大学

分类号: TU43

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.001346

总页数: 70

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