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《沈阳建筑大学》 2016年
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土质边坡渐进破坏过程模拟及机理研究

张艺芳  
【摘要】:近年来,滑坡在我国频频发生,对人们的财产甚至生命造成了严重威胁,同时也严重影响了我国的经济建设。随着基础设施建设的快速发展,在公路、铁路、水利水电、能源、港口以及矿上等工程领域上出现了众多的深凹边坡和高陡边坡,对施工技术的要求越来越严格,因此,对边坡的稳定性进行有效、可靠的评价和分析在理论与工程上具有重要意义。边坡是由不均匀的土体所构成,所以边坡中应力的分布必然是不均匀的,土体在受到荷载时,应力较大的点首先达到极限承载力,进而出现局部破坏,此时,破坏区域的极限承载力有所降低,将无法承载的应力传递给相邻区域的土体,导致相邻土体内应力增大而达到极限承载力,这个过程持续进行最终造成边坡失稳发生破坏,在这个过程中,发生了应力的释放、传递以及重新调整分布,这就是边坡渐进破坏的整个过程,是实际中滑坡发生的真实过程。所以对边坡渐进破坏进行稳定性分析能更加准确地反映边坡的实际状态。本文对土质边坡渐进破坏的过程和机理进行了模拟,论文采用通用软件ABAQUS,进行土质边坡和土钉支护边坡的数值计算研究。基于土样的研究进行了边坡在考虑土体初始不均匀性的情况下,土体的应力分布、渐进破坏过程及其规律。计算结合了强度折减法,不仅进行了应力应变的分析,也进行了安全系数的分析。初始不均匀性通过设置不同材料参数的缺陷节点或者单元来进行模拟,这种缺陷可以是强化也可以是弱化。首先,对指定位置的缺陷节点进行计算,得到了剪切带形成的过程和安全系数,进一步提取并分析了特征位置节点的应力应变关系,得到了剪切带形成和发展的机理。其次,使用随机数生成的程序,在ABAQUS中调用,使初始缺陷节点随机分布在土体中。考虑初始缺陷随机分布时,对剪切带的触发和发展过程进行研究,并进行不同缺陷节点数量的计算,得到了剪切带的位置和其发展过程与缺陷相对强弱的关系。最后,对带有土钉支护的边坡进行了计算和分析,得到了支护体系下,边坡的应力分布和变形特征。
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU43

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