多级黄土高边坡开挖过程中的稳定性及抗震性分析研究

发布时间：2017-11-02 22:29

  本文关键词：多级黄土高边坡开挖过程中的稳定性及抗震性分析研究

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【摘要】：研究典型边坡工程在施工开挖阶段的坡体稳定性,有助于保护施工人员财产安全、优化施工方法等,同时对类似工程提供有效的参考作用。本文依托甘肃兰州某多级黄土高边坡工程,对开挖工程中的边坡进行了现场变形监测,建立相应的边坡数值模型,分析了边坡开挖过程中稳定性及抗震性。主要工作有理论分析,现场监测变形和数值模拟对比分析等,最后得出了相关结论。(1)对所依托的多级黄土高边坡工程的开挖过程进行了一年多的现场变形监测,收集并整理数据。重点分析了各级测点的水平指向坡外方向和竖直方向变形情况,得出了开挖过程中各级测点的变形趋势和相关关系,以及每步开挖对边坡稳定性影响及。(2)利用有限元软件MIDAS/GTS建立了不支护和支护两种条件下开挖的数值模型,主要计算分析了开挖过程中两种工况的剪切应变、水平变形、竖直变形变化情况,同时对比分析了两种工况下边坡开挖过程中的稳定性,比较发现支护措施的采用有效提高了边坡的稳定性,相关结论对实际工程中的开挖施工有较好的参考作用。(3)从开挖过程中的水平指向坡外和竖直方向变形变化两方面,对比分析第四章数值模拟所得相关结论和现场变形监测数据分析结果,发现模拟计算中各级测点在其水平指向坡外方向和竖直方向的变化规律及变形关系和现有的现场监测数据分析结构基本呈现出了一致性。(4)利用MIDAS/GTS软件对边坡开挖过程中的3个典型阶段建立了抗震模型,考虑不支护和及时支护两种条件,计算分析了地震作用下各工况的相应变形情况,重点分析坡体的边坡变形特性、危险区域分布形态等,交叉对比了地震作用下支护开挖和不支护开挖时边坡的稳定性,所得结论对地震频发地区类似工程提供有效的参考。(5)对比第五章中地震荷载条件下和第四章中无地震作用下的开挖分析结果,得出地震作用前后支护措施对边坡的整体抗震性的影响,受震后边坡的变形及失稳情形。最后对地震频发区域类似工程的施工提出了一些建议,相关结论有助于了解工程建设中的安全程度。以上结论可为类似工程设计和施工提供参考和技术支持
【关键词】：多级边坡 变形监测 数值模拟 稳定性分析 抗震分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 依托工程背景11-14
• 1.2.1 工程介绍11-12
• 1.2.2 边坡坡形坡率及防护加固形式12-14
• 1.3 研究现状14-16
• 1.3.1 边城稳定性分析的发展过程14
• 1.3.2.高边坡稳定性研究现状14-16
• 1.4 研究思路及内容16-18
• 1.4.1.研究思路16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 2 高边坡开挖稳定性理论分析18-27
• 2.1 边坡开挖稳定性影响因素18-20
• 2.1.1 外在因素18-19
• 2.1.2 内在因素19-20
• 2.2 边坡稳定理论分析方法20-23
• 2.2.1 强度折减法20
• 2.2.2 瑞典条分法20-21
• 2.2.3 毕肖普法21-22
• 2.2.4 简布普遍条分法22
• 2.2.5 分块极限平衡法及萨尔玛法22
• 2.2.6 摩根斯坦-普赖斯法22-23
• 2.3 可靠度分析理论方法23-27
• 2.3.1 分析理论23-24
• 2.3.2 可靠度分析方法24-27
• 3 边坡开挖过程的现场变形监测27-42
• 3.1 边坡变形监测技术概述27-30
• 3.1.1 边坡变形监测的重要性27-28
• 3.1.2 边坡变形监测方法28-30
• 3.2 监测技术原理30-31
• 3.2.1 三角高程测量原理30
• 3.2.2 测量误差来源分析30-31
• 3.3 边坡监测方案设计31-34
• 3.3.1 观测方案要点31-33
• 3.3.2 人工巡视和裂缝观测33-34
• 3.4 监测数据采集分析34-40
• 3.4.1 开挖过程变形监测数据采集34-35
• 3.4.2 数据分析35-40
• 3.5 小结40-42
• 4 边坡开挖过程中稳定性的有限元分析42-68
• 4.1 有限单元法与MIDAS/GTS软件介绍42-44
• 4.1.1 有限单元法介绍42-43
• 4.1.2 MIDAS/GTS软件介绍43-44
• 4.2 边坡开挖模型的建立44-49
• 4.2.1 模型方案及建立44-48
• 4.2.2 模型网格划分与边界条件48-49
• 4.3 边坡无支护开挖模拟分析49-57
• 4.3.1 不同开挖时ki对边坡剪切应变的影响49-51
• 4.3.2 不同开挖时ki对边坡水平位移的影响51-54
• 4.3.3 不同开挖时ki对边坡竖直位移的影响54-57
• 4.4 边坡及时支护开挖工况模拟分析57-66
• 4.4.1 不同开挖时ki对边坡剪切应变的影响57-58
• 4.4.2 不同开挖时ki对边坡水平位移的影响58-62
• 4.4.3 不同开挖时ki对边坡竖直位移的影响62-65
• 4.4.4 支护开挖时ki对边坡安全系数的影响65-66
• 4.5 小结66-68
• 5 边坡开挖抗震模拟分析68-85
• 5.1 引言68
• 5.2 MIDAS/GTS在岩土工程抗震分析中的应用68-69
• 5.2.1 动荷载的输入68-69
• 5.2.2 特征值分析69
• 5.2.3 反应谱分析69
• 5.2.4 时程分析69
• 5.3 边坡抗震模型的建立69-74
• 5.3.1 模型尺寸70-71
• 5.3.2 计算参数及地震波的选取71-72
• 5.3.3 模型边界的处理72-73
• 5.3.4 模态分析73-74
• 5.4 计算结果分析74-84
• 5.4.1 概述74
• 5.4.2 无支护受震工况变形分析74-76
• 5.4.3 支护受震工况变形分析76-78
• 5.4.4 支护与不支护受震工况对比78-81
• 5.4.5 受震与不受震工况特征分析81-84
• 5.5 小结84-85
• 6 结论与展望85-88
• 6.1 结论85-87
• 6.2 展望87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92
• 攻读学位期间的研究成果92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1133482