岩质桥基稳定性分析方法及监测系统研究

【摘要】： 为了掌握大型桥梁地基基础在施工期与运营期的稳定性，本文研究了稳定性分析的主要数值方法和监测手段。重点对非线性有限元的求解、最不利滑动面的迁移、监测系统的设计等方面进行了理论研究，并且将理论研究的成果应用于江阴长江公路大桥南岸山体及地基基础的稳定性分析与监测。本文主要在以下几个方面开展研究工作： 1、在大型桥梁地基基础的稳定性分析方面，对非线性有限元求解方法—变K_p法进行了研究，在保持原有方法优点的同时，提出了一种改进方法，可以提高该方法的求解精度与适用范围；在指出最不利滑动面会在荷载、结构边界、水文地质条件等发生变化时发生迁移现象的基础上，提出了基于最不利滑移面迁移的稳定性动态分析方法。 2、在江阴长江公路大桥地基基础稳定性分析方面，建立了合理的概化地质模型与三维非线性有限元分析模型，分析了地基基础的稳定性。同时根据稳定性动态分析的思路，优化了桩基的作力点位置。 3、在大型桥梁地基基础安全监测系统设计理论方面，分析了安全监测系统设计的基本原则，提出了利用突破口理论与敏感性分析进行监测系统优化设计的方法，完善了大型桥梁地基基础监测系统优化设计理论。 4、应用上述所研究的理论和方法，针对江阴长江公路大桥南岸地基基础稳定性监测问题，优化设计了地基基础稳定性监测系统，并且对监测成果进行了分析，给出南岸山体及地基基础稳定性综合评价。