收藏本站
《河海大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土坡稳定分析方法研究

吕擎峰  
【摘要】:条分法和有限元法是土质边坡稳定分析的主要方法。本文就强度参数非线性、拟静力法、有限元边坡稳定分析等进行了研究,得到一些结论,提出了一些改进和新的方法。 (1) 考虑强度参数非线性时的安全系数及应用。堆石料等粗粒土强度包线具有非线性。对非线性强度参数对安全系数的影响进行了理论分析,计算比较了8个高土石坝坝坡的线性和非线性安全系数。无论是理论还是大量算例都表明,非线性参数计算安全系数较线性计算提高了,但提高程度的范围相差很大。基于156个样本的统计分析结果,对碾压式土石坝设计规范(SL274-2001,8.3.3)规定的许可安全系数进行了修正,建议使用非线性强度进行坝坡稳定计算时,许可安全系数可提高8%。 (2) 拟静力法边坡稳定分析的改进。拟静力法在土石坝的抗震设计中发挥了很大作用,积累了较丰富的经验。传统上,滑动体都是按竖向条分的。考虑地震惯性力时,竖向条分在计算地震惯性力和抗滑力矩时存在计算上的不合理,从而使地震惯性力与实际值有误差,抗滑力矩偏小;考虑地基中的地震荷载时,安全系数的计算结果是不确定的,没有一个客观的最小安全系数计算结果。基于此,对拟静力法提出了改进方法,即计算重力等竖向力时竖向条分;计算水平地震力对滑动力矩和抗滑力矩的作用时水平条分。水平条分可以避免上述的不合理。算例表明,传统的拟静力法计算的最小安全系数不确定,并且偏大,而改进的拟静力法计算的安全系数是确定的,小于传统的计算安全系数。 (3) 强度折减有限元失稳判据研究。强度折减有限元的关键问题是临界破坏状态的确定,即如何定义失稳判据。目前主要有三种失稳判据:①边坡某个部位的位移或最大位移。②迭代求解过程的不收敛。③土体塑性应变、应力水平等某些物理量的变化和分布。这些失稳判据中,判据1和判据3具有较明确的物理意义,但也存在一些应用上的缺陷。通过算例对这两种判据进行讨论,提出一种强度折减法确定安全系数的方法。该方法的出发点是将最大水平位移与折减系数的关系曲线和表示边坡破坏区扩展的应力水平区域结合起来,在曲线上定量的给出一个具有明确物理意义的点作为安全系数取值点。该方法的优点在于既可避免由于位移和折减系数关系曲线没有明显轨点时的任意性,又可以考虑边坡是渐近破坏的这一特征。 (4) 基于滑面上应力优化的土坡稳定分析方法。基于滑面有限元应力分析的土坡稳定分析方法的关键在于滑面上应力的计算,而已有方法的共同点是滑面上点的应力是在其所处的单元内插值得到,从而引起滑面上应力的不连续。基于此,本文提出的方法对滑面一定区域内的应力进行光滑,滑面上点的应力外推得到,从而得到较光滑的应力分布,更符合实际。 (5) 有限元圆弧滑动法。传统的有限元边坡稳定分析都是有限元计算和最小安全 摘要 系数的优化计算独立进行的。本文通过适应滑面的圆弧形状网格的自动剖分,用有限元 计算直接获得滑面上的应力,避免了内插计算带来的误差。为了改善滑面上的应力,同 时避免单元过多带来的计算效率的浪费,在滑面上进行自适应单元加密。应用自适应有 限元圆弧滑动法对长河坝心墙土石坝坝坡进行了稳定分析,施工期的安全系数的计算结 果和潜在危险滑面与BISHOP法接近,说明该方法有足够的精度;而有限元计算能够更 真实的反映蓄水期应力状态,所以安全系数的计算结果和潜在危险滑面应较准确。 关键词: 土坡稳定分析;安全系数;强度参数;非线性;拟静力法;有限元法;强度折减法;圆 弧滑动。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王国体;王婉娣;;土坡稳定分析应力状态新方法的过程解析[J];中国工程科学;2010年01期
2 马维汉;软粘土土坡稳定分析应考虑的一些因素[J];水运工程;1987年05期
3 王鸿兴;;土坡稳定分析变分法的应用[J];河海大学学报;1988年06期
4 段坚堤;;粘性土坡稳定分析的微积分法[J];工程勘察;1989年04期
5 彭少民,张季如;土坡稳定分析中的孔隙水压力估算[J];武汉工业大学学报;1998年03期
6 闫澍旺;;土坡稳定分析的完整方法——严布法[J];港口工程;1993年05期
7 黄景忠;刘华强;;土坡稳定分析之有限元法刍议[J];路基工程;2007年05期
8 刘建华,杨春林;浅谈土坡稳定分析中的几个问题[J];山东工业大学学报;2000年05期
9 杨雪强;刘勇健;汪仕旭;;对土坡稳定分析条分法的认识[J];土工基础;2012年03期
10 王立成,李俊杰;考虑加筋切向阻力的土坡稳定分析[J];工程设计与建设;2003年05期
11 刘永户;均质粘性土坡稳定分析的理论解析法[J];陕西工学院学报;1997年03期
12 李亮;于广明;王玉杰;褚雪松;;土坡稳定分析中滑动模式的模拟方法研究[J];中国农村水利水电;2009年01期
13 吕迎春;;第四系滑坡参数及滑坡稳定分析[J];中国新技术新产品;2009年05期
14 吴敏;向臻锋;;土坡稳定分析各种方法的比较与讨论[J];山西建筑;2008年19期
15 张宏,冯旭,杨冬梅,蔡江碧;土坡稳定分析的改进条分法[J];水土保持通报;2005年01期
16 廖秋春;饱和粘土地基排水固结法土坡稳定分析的讨论[J];土木工程学报;1996年05期
17 李亮;于广明;路世豹;褚雪松;;基于和声策略的粒子群优化算法在土坡稳定分析中的应用[J];工业建筑;2009年12期
18 李俊杰,王立成;考虑加筋切向阻力的土坡稳定分析[J];河北水利水电技术;2003年04期
19 张振国,李俊杰,杨晓明;基于变分原理的三维土坡稳定分析方法研究及应用[J];水电能源科学;2005年04期
20 高正中,张青云;考虑应力路径影响的土坡稳定分析法[J];西南交通大学学报;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨庚宇;赵少飞;;土坡稳定分析圆弧滑动法的解析解[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
2 李萍;张毅;李辉山;;土质高边坡在降雨条件下的渗流与稳定分析[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 闫瑾 赵珺;葛建文:我为水库增效益[N];唐山劳动日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吕擎峰;土坡稳定分析方法研究[D];河海大学;2005年
2 李亮;智能优化算法在土坡稳定分析中的应用[D];大连理工大学;2006年
3 贾苍琴;考虑非饱和非稳定渗流和剪胀性的土坡稳定分析[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏;考虑土条稳定性不等时的土坡稳定分析[D];西北农林科技大学;2004年
2 张振国;基于变分原理的土坡稳定分析方法研究[D];大连理工大学;2005年
3 陈彦琢;降雨条件下非饱和土坡非稳定渗流的数值模拟与土坡稳定分析[D];浙江大学;2003年
4 米厚天;土的半隐式图形返回算法研究及土坡稳定分析[D];大连理工大学;2005年
5 李志高;土坡稳定问题的有限元分析[D];福州大学;2003年
6 秦军;考虑渗流作用的经典土坡稳定分析方法[D];天津大学;2014年
7 韦武昌;降雨入渗条件下土坝渗流和稳定性影响分析[D];南昌大学;2014年
8 王卓雄;边界条件对开挖土坡性状影响的流固耦合有限元分析[D];天津大学;2005年
9 曹亚星;饱和—非饱和土坡稳定性的三维极限平衡分析[D];天津大学;2006年
10 赵进勇;滑坡问题的数值分析、神经网络预测及智能整治研究[D];河海大学;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978