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土工合成材料加筋路堤的非线性有限元分析

冯艺  
【摘要】:土坡稳定分析是土力学的经典课题。并且,随着土工合成材料在道路工程中的广泛应用,加筋土坡的稳定分析成为一个重要研究课题。目前,在工程实践中大多采用极限平衡法,但极限平衡法不考虑土体的应力—应变关系以及加筋对土体中应力分布的改变,因此临界滑动面上的应力状态与实际不符。 本文采用非线性有限元方法来分析加筋土坡的应力场和位移场,并将有限元计算应力结果用来确定临界滑动面和相应的安全系数。土体的本构关系采用Duncan-Chang模型,土工合成材料看作是一种不能受压只能受拉且抗弯刚度为零的柔性材料,筋土之间设置接触面,接触面单元采用Goodman单元。土坡稳定安全系数定义为滑动面上抗剪强度与剪应力的比值,临界滑动面的搜索采用动态规划法。 本文利用有限元方法分析了不同地基土坡在不同位置加筋对应力场、位移场、临界滑动面和安全系数的影响。在有限元分析基础上的稳定分析方法,由于模拟了土体的应力—应变特征和土坡的填筑过程,明显优于极限平衡法。


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