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基于FLAC3D的土、岩组合边坡稳定性分析

赵秀娟  
【摘要】:随着科学技术的不断发展,人类对城市建设的要求也越来越高,边坡工程是工程建设的重点之一,因此对边坡的设计、支护要求也越来越高,这就要求在对边坡进行设计、支护之前要对边坡的稳定状况作出准确、细致的分析,从而在保证人民的生命财产的前提下促进城市建设。 为了更准确的对边坡稳定状况作出分析,了解边坡的失稳过程、破坏模式。在对前人研究过的边坡认真分析的基础上总结和吸取经验,对今后的研究是有利的,本文选定了一种特殊类型的边坡—土、岩组合边坡.。通过对边坡进行详细的地质勘察和岩、土体的相关的现场和室内试验,得到边坡的地质条件、岩土物理力学特性及场地的土动力参数、支护设计参数等。本文介绍了定性分析方法和定量分析方法的基本原理和分类,由于定性分析方法存在一些弊端,本文未用定性分析方法对边坡进行分析,只采用了定量分析方法,利用定量分析法分析边坡的破坏机理及破坏模式,通过现在普遍利用的极限平衡法利用理正边坡稳定分析软件对边坡的剖面进行模拟计算分析,从而得出安全系数;再用FLAC3D边坡稳定性分析软件进行有限差分法计算出成果,两者的结果进行对比分析,分析边坡的稳定性。 在限差分软件FLAC3D对边坡进行三维模拟,得到边坡的水平位移云图、垂直位移云图、应力云图、变形矢量云图、安全系数剪切应变云图、速度矢量图和边坡上监测点的位移采样图,这些都对边坡的稳定状况做了充分的分析。其中变形矢量图,速度矢量图更是直观的把边坡的潜在滑动面展现出来,稳定分析的结果与实际现场的破坏结果相一致,给出了实际边坡遭破坏产生的裂隙图,更能说明分析结果与实际相符。FLAC3D软件可以作为边坡稳定性分析的良好手段,以数值分析法为基础的FLAC3D软件可以模拟不同类型的边坡,给出相当精确的形态变化, FLAC3D软件通过9种基本网格的形状模拟出与实际工程几乎一致的模型然后设定模型的构成关系和材料所处的力学特征来表示模型在外力作用下所表现出来的力学特征,然后加入边界和初始条件,用来定义模型边界在未受到扰动之前的初始状态,通过计算得到边坡为进行开挖、支护之前的稳定状况。


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