基于数值计算的土质边坡锚固优化设计研究

发布时间：2018-01-04 17:28

  本文关键词：基于数值计算的土质边坡锚固优化设计研究　出处：《南京大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 锚固边坡 锚杆 优化布置 安全系数 有限元 非线性优化

【摘要】：随着我国经济的迅速发展及基础建设进程的不断加快,在大量工程建设中常见各种类型的土质边坡。同时边坡失稳造成的滑坡灾害发生频繁。而锚杆加固作为边坡支护的一种常见形式,被广泛运用到边坡稳定性加固中。因此对锚固边坡的优化设计研究具有重要的意义。本文围绕锚固土坡的稳定性展开研究,着眼于锚杆设计参数对锚固边坡稳定性的影响以及锚固边坡的优化设计,并结合具体工程实例,阐述了土质边坡锚固稳定性分析和优化设计方法。本文在已有理论成果基础上进行了锚固边坡优化设计的全面研究,研究内容如下:1.推导了无粘性土和粘性土锚固边坡稳定性计算公式,并计算推导了锚固边坡的锚固角、锚固间距、锚固长度的解析解表达式。从数值分析和锚固边坡加固机理两个方面,分析了锚固边坡设计要素对边坡稳定性的影响。给出了锚固边坡设计中最优锚固角度、最优锚固间距、最优锚固长度的计算方法和取值建议。为土质边坡锚固优化设计研究提供了进一步的理论基础。2.运用岩土工程数值计算软件,使用有限元和极限平衡计算方法,对某锚固边坡进行研究。研究分析了锚杆的几何布置因素对锚固边坡稳定性的影响。研究结果表明:(1)改变锚杆锚固长度,边坡安全系数会随着锚杆长度增加而增加,但当锚杆长度达到一定值后,边坡安全系数随着锚杆增长变化不大。因此,在锚固边坡设计中,存在最优锚杆设计长度。(2)改变锚杆的锚固角,边坡安全系数会随着锚固角度的增大而增加,但锚固角度达到一定值后,边坡安全系数会随着锚固角的增加而降低。因此,在锚固边坡设计中,最优锚固角度是存在的。(3)改变锚固边坡锚杆布置间距,边坡安全系数会随着锚固间距的增大而降低。3.从经济角度出发,对锚固边坡进行优化设计研究。以锚固边坡工程造价为优化目标,使用多变量非线性优化求解算法,对边坡锚固设计诸多设计要素进行优化。并对某一实际边坡工程使用该优化算法进行设计优化,使用MATLAB进行优化求解。结果表明,该优化设计算法具有一定的工程使用价值。4.结合本文提出的原则、思路和方法对镇江云台山某处滑坡进行锚固支护设计,并采用极限平衡法和有限元对支护前后的边坡稳定性进行分析。同时采用本文的优化设计算法对原有设计方案进行设计优化,结果体现优化设计的优越性。
[Abstract]:This paper studies the stability of anchored slope by using finite element method and limit equilibrium calculation method .

【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU43

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本文编号：1379392