基于ABAQUS的渗流作用下土工袋砌护边坡稳定性分析
发布时间：2021-09-04 21:17
边坡稳定分析是岩土工程的主要研究课题,也是边坡设计及其治理的核心内容。在影响土质边坡稳定的各因素中,水的渗流作用不容忽视。实际上,渗流场与应力场之间是相互影响、相互作用的,且处于一种复杂的动态变化过程中,构成流固耦合关系。因此研究渗流场和应力场耦合对边坡的稳定性具有理论及现实意义。本文针对宁夏引黄灌区农田排水沟道在承泄地下水渗流过程中边坡局部滑塌严重的实际状况,探索了渗流作用下土工袋砌护边坡的稳定性计算问题。以位于青铜峡市营桥三队农田斗沟的土工袋砌护边坡为研究对象,采用有限元强度折减法和ABAQUS有限元软件进行了数值模拟分析计算,主要研究结果如下:（1）对渗流基本理论和流固耦合原理进行了详细阐述,就渗流的有限元方程的推导过程进行了介绍,并总结了渗流方程的定解条件。通过对流固耦合机理阐述,建立了流固耦合模型,给出了模型求解过程。（2）利用有限元软件ABAQUS建立了考虑渗流作用的土工袋砌护边坡稳定性有限元计算模型,模拟结果表明,农田排水沟道地下水渗流对边坡稳定有较明显影响;给出了流固耦合与非流固耦合情况下沟道边坡的渗流场、应力场及边坡安全系数,考虑流固耦合作用的边坡稳定系数较非流固耦合...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄ?ｍａｐ??
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３．２．２渗流的连续性方程??渗流的连续性方程可以根据不可压缩流体的质量守恒原理加以证明，在渗流场中某一单元??内水的质量增减速率等于单元体内水的质量随时间变化的速率。以下图３－丨为例，单元体的变??长为ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ，沿坐标轴方向的渗流速度分量为ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ?，设流体密度为ｐ，通过ｘ轴??方向进入单元的水体质量速率为ｐｖｘｄｘｄｙｄｚ，流出单元体的水体质量速率为??ｐ＼＼?＋?＾Ｖ＇?ｄｘ则ｘ轴方向的流入与流出的质量速率之差为??Ｖ?ｄｘ?）??Ｓ—?°－３）??Ｚ??ｚｚｔｖｉ???＾????ｄｚ??＾?ｙ??Ｉ?ｋｑＡ?ｆ?１／?ｙ??／?／ｄｘ??＾?ｄｙ????Ｘ??图３－］三维渗流单元体??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ?ｕｎｉｔ??同理可得沿ｙ轴和ｚ轴的质量速率之差为??－１７－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS饱和渗流作用下岩质边坡稳定性分析[J]. 唐岩岩,付厚利,秦哲. 煤炭技术. 2018(03)
[2]库水渗流作用下边坡稳定性分析[J]. 杨虎. 水利规划与设计. 2018(01)
[3]地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律[J]. 李健. 勘察科学技术. 2016(06)
[4]考虑渗流作用下某路基边坡稳定性分析[J]. 田林,汪梦如. 低温建筑技术. 2015(11)
[5]基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析[J]. 李强,张力霆,齐清兰,周占磊. 岩土力学. 2012(S2)
[6]考虑流-固耦合的隧道开挖数值模拟[J]. 纪佑军,刘建军,程林松. 岩土力学. 2011(04)
[7]渗流作用下滑坡稳定分析的剩余推力法研究[J]. 胡朝阳. 科协论坛(下半月). 2011(01)
[8]应用ABAQUS程序进行渗流作用下边坡稳定分析[J]. 张晓咏,戴自航. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[9]三峡库区千将坪滑坡地质力学模型试验研究[J]. 肖诗荣,刘德富,姜福兴,姜小兰. 岩石力学与工程学报. 2010(05)
[10]非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究[J]. 谢罗峰,谢罗峰,段祥宝,段祥宝. 长江科学院院报. 2009(10)
博士论文
[1]渗流场与应力场的耦合分析及其工程应用[D]. 李勇泉.武汉大学 2010
[2]基坑开挖渗流研究及其工程应用[D]. 倪才胜.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[3]边坡稳定性及路堤变形与破坏机理研究[D]. 刘金龙.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[4]边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究[D]. 赵杰.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]土工袋砌护农田排水沟边坡的固坡模式及应用研究[D]. 王小东.宁夏大学 2017
[2]砼面板堆石坝止水失效对坝后渗流场影响的研究[D]. 李海成.兰州理工大学 2011
[3]基于综合法的边坡稳定分析研究[D]. 徐继伟.西北农林科技大学 2010
[4]边坡稳定分析和抗滑桩优化设计[D]. 丁浪.合肥工业大学 2010
[5]有限元强度折减法有关问题研究及工程应用[D]. 吴丽君.中南大学 2009
[6]渗流固结耦合作用分析基坑土压力及变形计算[D]. 曹力桥.天津大学 2008
[7]考虑渗流作用的土质边坡稳定性分析[D]. 杜明亮.河海大学 2007
[8]边坡稳定分析及抗滑桩加固设计研究[D]. 孙常玉.河海大学 2007
[9]边坡稳定分析方法及其应用研究[D]. 顾晓强.上海交通大学 2007
[10]渗流及其对堤坝边坡稳定性影响的有限元模拟分析[D]. 黄燕宏.华中科技大学 2006
本文编号：3384023
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄ?ｍａｐ??
ＣＪ】?Ｇ??图２＿１有限元强度折减过程示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ??折减系数不断增大时，土体的内摩擦角和粘聚力不断减小，土体的抗剪能力到一定程度时，土体达到极限平衡状态，此时强度指标折减后的所得的强度相切，土体所发挥出来的抗剪强度与实际剪应力达到临界平衡。??
３．２．２渗流的连续性方程??渗流的连续性方程可以根据不可压缩流体的质量守恒原理加以证明，在渗流场中某一单元??内水的质量增减速率等于单元体内水的质量随时间变化的速率。以下图３－丨为例，单元体的变??长为ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ，沿坐标轴方向的渗流速度分量为ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ?，设流体密度为ｐ，通过ｘ轴??方向进入单元的水体质量速率为ｐｖｘｄｘｄｙｄｚ，流出单元体的水体质量速率为??ｐ＼＼?＋?＾Ｖ＇?ｄｘ则ｘ轴方向的流入与流出的质量速率之差为??Ｖ?ｄｘ?）??Ｓ—?°－３）??Ｚ??ｚｚｔｖｉ???＾????ｄｚ??＾?ｙ??Ｉ?ｋｑＡ?ｆ?１／?ｙ??／?／ｄｘ??＾?ｄｙ????Ｘ??图３－］三维渗流单元体??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ?ｕｎｉｔ??同理可得沿ｙ轴和ｚ轴的质量速率之差为??－１７－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS饱和渗流作用下岩质边坡稳定性分析[J]. 唐岩岩,付厚利,秦哲. 煤炭技术. 2018(03)
[2]库水渗流作用下边坡稳定性分析[J]. 杨虎. 水利规划与设计. 2018(01)
[3]地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律[J]. 李健. 勘察科学技术. 2016(06)
[4]考虑渗流作用下某路基边坡稳定性分析[J]. 田林,汪梦如. 低温建筑技术. 2015(11)
[5]基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析[J]. 李强,张力霆,齐清兰,周占磊. 岩土力学. 2012(S2)
[6]考虑流-固耦合的隧道开挖数值模拟[J]. 纪佑军,刘建军,程林松. 岩土力学. 2011(04)
[7]渗流作用下滑坡稳定分析的剩余推力法研究[J]. 胡朝阳. 科协论坛(下半月). 2011(01)
[8]应用ABAQUS程序进行渗流作用下边坡稳定分析[J]. 张晓咏,戴自航. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[9]三峡库区千将坪滑坡地质力学模型试验研究[J]. 肖诗荣,刘德富,姜福兴,姜小兰. 岩石力学与工程学报. 2010(05)
[10]非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究[J]. 谢罗峰,谢罗峰,段祥宝,段祥宝. 长江科学院院报. 2009(10)
博士论文
[1]渗流场与应力场的耦合分析及其工程应用[D]. 李勇泉.武汉大学 2010
[2]基坑开挖渗流研究及其工程应用[D]. 倪才胜.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[3]边坡稳定性及路堤变形与破坏机理研究[D]. 刘金龙.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[4]边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究[D]. 赵杰.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]土工袋砌护农田排水沟边坡的固坡模式及应用研究[D]. 王小东.宁夏大学 2017
[2]砼面板堆石坝止水失效对坝后渗流场影响的研究[D]. 李海成.兰州理工大学 2011
[3]基于综合法的边坡稳定分析研究[D]. 徐继伟.西北农林科技大学 2010
[4]边坡稳定分析和抗滑桩优化设计[D]. 丁浪.合肥工业大学 2010
[5]有限元强度折减法有关问题研究及工程应用[D]. 吴丽君.中南大学 2009
[6]渗流固结耦合作用分析基坑土压力及变形计算[D]. 曹力桥.天津大学 2008
[7]考虑渗流作用的土质边坡稳定性分析[D]. 杜明亮.河海大学 2007
[8]边坡稳定分析及抗滑桩加固设计研究[D]. 孙常玉.河海大学 2007
[9]边坡稳定分析方法及其应用研究[D]. 顾晓强.上海交通大学 2007
[10]渗流及其对堤坝边坡稳定性影响的有限元模拟分析[D]. 黄燕宏.华中科技大学 2006
本文编号：3384023
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