基于流固耦合的边坡稳定性分析

发布时间：2020-10-15 04:41

　　 随着我国城市涌入人口的不断增加,越来越多建筑项目的兴建,基坑边坡的稳定性也越来越受到人们的重视。然而,基坑边坡不仅受到数量多、土层构造复杂、设计的不合理等因素影响,而且还受到地下水、降雨入渗的影响,导致基坑边坡失稳事故的不时发生。不仅造成了经济损失,还造成了人员伤亡。因此,对基坑边坡稳定性的研究分析有着重要意义。论文以无锡市一个具体的工程实例为基础,通过对现场的地质勘测、施工方法的选取、加固措施的具体实施等条件,进行了理论分析、有限元模拟,分析了四种工况下基坑边坡稳定性情况并提出有关优化方法。主要结论如下:(1)分析了几种边坡稳定性的常用方法,并且对比说明了有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的优点和适用性。(2)通过达西定律渗流计算理论,从流体的连续性方程推导了渗流的基本微分方程。同时分析了雨水入渗的几种作用,并且详细说明了流固耦合中的应力场和渗流场的相互作用机理,得出了基坑边坡在流固耦合作用下的数学模型并与强度折减法进行结合。(3)以工程实例模型分别进行了无水作用、地下水作用、不同降雨强度作用以及地下水和降雨同时作用的工况模拟。得出的安全系数分别为3.4、2.9、2.15(平均降雨强度)、1.5(最大降雨强度)、1.44。说明了地下水和雨水对基坑边坡稳定性都造成了影响且得到不同降雨强度与边坡稳定安全系数的曲线图。并提出和验证了加长加固钢筋以提高边坡稳定性安全系数的方法。(4)材料的粘聚力和内摩擦角的改变对安全系数影响最大并且近似成线性关系;材料的弹性模量和泊松比的改变对安全系数的结果没有影响;材料的重度对边坡稳定性安全系数的影响需根据实际情况评价;剪胀角对边坡的安全系数的影响很小。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU43
【部分图文】：

图１－１研究技术路线图??１．４．２本文创新点??

图２－１有限元强度折减与摩尔应力圆示意图??

图２－２线弹性应力一应变??
【参考文献】

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本文编号：2841709