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基于强度折减法的边坡稳定分析及其防护研究

肖冬梅  
【摘要】:本文针对目前拓宽路基过程中需要不封路的施工要求,基于常用的路基边坡稳定性分析中的强度折减法,对此种特殊工程状况的边坡进行了有限元分析。 为了准确掌握实际工程中的断面几何形态以及土质力学强度因素对不封路状态拓宽路基边坡施工稳定性的影响,通过现场调研选择有代表性的土样进行室内试验,测试土样的物理力学特性,并且以试验结果为建模基础,研究建立了ABAQUS的强度折减法边坡稳定模型,同时在此基础上对断面几何参数、材料力学指标和模型计算参数进行影响分析;根据模型计算结果,提出了两种边坡稳定防护方法,从理论上上对整个施工过程做出了详细的数值分析。 结果表明: (1)利用强度折减法建立的边坡稳定分析模型可以很好的表达这种特殊的施工模式,分析过程中以斜坡内某点的位移与折减系数的关系曲线的突变点作为判别准则; (2)对于本模型中,路基的填土高度不宜过高,且边坡坡率以1:1.5以上为宜;且开挖过程中台阶数量增多,安全系数逐渐增大,多级开挖可以保证施工更加安全;路基土的C,φ以及剪胀角会显著影响边坡安全稳定系数,而土基的C、剪胀角基本不会影响,φ会影响安全系数,但是影响程度小于路基土。无论是路基土还是土基,回弹模量对边坡稳定性的影响都极小;压路机荷载是一个重要的影响因素,且当荷载达到最大的4500KN时,安全稳定系数急剧下降,边坡失稳破坏。 (3)土工格栅和换填处治土均是两种经济、实用的边坡防护方法。设置了土工格栅后,安全系数提高两倍,说明土工格栅能给予较大的承力支持;而换填处治土后安全稳定系数增长了38.2%,说明换填法对于边坡稳定性的提高有十分重要的作用。


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