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《浙江大学》 2011年
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基于粘性土土性机理分析的边坡稳定性研究

史生志  
【摘要】:加深对土性机理的认识,对建立合适的本构模型和工程应用有重要的作用。本文首先对粘性土强度和结构的研究现状进行了回顾,介绍了现有的强度准则和破坏准则,以及用于有限元分析计算时各个准则之间的关系和转换方式。通过对粘性土的矿物组成和基本特性研究,探讨了对强度产生影响的各种机制,从微观角度考虑了粘性土中各个强度参数之间的关联,探索了土体强度机理的微观机制。通过土体的接触模型与塑性理论的结合,建立了粘性土的弹塑性本构模型。 对于土质边坡来说,对土性机理的较好理解,可以更加准确的进行边坡稳定性分析。本文的第二部分根据粘性土的强度机理和作用机制,对土质边坡稳定性进行研究。本文分析了粘性土边坡稳定的影响因素、破坏机理和稳定分析方法,探讨了强度折减有限元法与极限平衡法分析边坡的原理,指出二者之间的本质区别。分析了强度折减有限元方法分析边坡稳定性的原理及所存在的问题,指出强度折减法应该对强度参数c和φ采用不同的折减系数。同时,当对岩土体的强度参数折减时,应该对岩土体相关的刚度参数进行相应折减。 本文推导了调整折减系数和刚度参数的方法,通过土性参数的敏感性分析得到了调整刚度参数的不等比例强度折减法。使用有限元软件通过算例证明了本文方法的合理性和有效性,说明了按照该方法对折减系数和变形参数进行调整比不调整时更加精确,该方法为改进有限元强度折减法提供了有意义的参考。本文将调整刚度参数的不等比例强度折减有限元法进行了初步推广,使其可以应用到实际复杂的非均质边坡工程中,为解决实际的工程问题提供了一种有效合理的途径。
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