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基于上限离散机构的边坡地震稳定性研究

发布时间:2020-08-06 08:06
【摘要】:边坡稳定性分析是岩土工程领域的经典问题之一,科学评估复杂边坡在地震作用下的稳定性,是工程师和研究人员重点关注的课题。本文基于空间离散的思想,提出了非均质多级边坡、裂缝边坡的上限离散破坏机构以及适用于拟动力分析的离散方法,以便用于研究地震力对边坡安全稳定性的影响。该方法在保证计算结果准确的基础上,避免了冗长的推导和复杂的积分计算,能够快速有效的完成复杂边坡的地震稳定性分析,为该领域研究提供了全新的思路和有效的方法。本文的具体研究内容如下:(1)基于相关联流动法则,采用“点到点”的方式生成非均质多级边坡的离散破坏机构,推导求解边坡的外力功率和内能耗散。利用MATLAB编写程序,优化边坡安全系数以及相应的临界滑动面,并与已有研究成果及数值模拟结果进行对比验证。(2)基于拟动力方法进行非均质边坡在地震荷载作用下的稳定性研究。离散并推导地震力做功公式,利用强度折减法和二分法,优化求解出非均质边坡在地震作用下的安全系数。对比拟动力法和拟静力法应用于地震稳定性研究时的差异,并对地震相关参数进行讨论。(3)提出非均质裂缝边坡的离散机构,推导求解常见三种裂缝边坡的外力功率和内能耗散,并优化安全系数及相应临界滑动面。通过与已有研究成果的对比,验证本机构的准确性和实用性。基于拟动力方法对非均质裂缝边坡进行地震稳定性分析,并针对实际工程提出相关建议。(4)结合广西省南盘江天生桥滑坡,基于现场实测的边坡土体物理参数以及几何形状,采用上限离散机构对该滑坡进行讨论,并与已有研究成果进行对比。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU43
【图文】:

山体滑坡,灾区,道路,边坡


合肥工业大学硕士学位论文设计施工,减少地震造成的滑坡是非常有意义的。同时,因为土的抗拉强度较小,在地震发生时,边坡顶部经常会出现裂缝。裂缝的存在会大大降低边坡的安全稳定性,即在地震或降雨等不利情况下坡体的滑动力会增加,从而坡体变形加速,使边坡发生整体滑移。因此对边坡进行抗震稳定性分析时,应当充分地考虑裂缝对边坡安全稳定性的影响。在实际工程中,由于地质构造运动、沉积等原因,边坡土体呈现非均质状态,且常采用逐级放坡的形式来减轻边坡自重,降低滑动力,从而提高边坡的稳定性。为了得到更加准确合理的结果,科学评估上述复杂边坡的稳定性并开展地震荷载作用下的相关稳定性研究,是非常重要的。本文基于上限离散机构,针对工程中常见复杂边坡及其地震稳定性研究展开了讨论。

边坡,裂缝


面位置的影响;夏唐代等[38]基于拟动力方法,推导出考虑墙面倾角的主动、被动土压力公式,并讨论了放大系数对土压力分布的影响;马少俊等[39]分析了填土面有一定倾角的挡土墙的地震稳定性,在分析过程中,没有考虑放大系数对地震力的影响;王浩等[40]分析了挡土墙与填土界面摩擦角、墙后填土面倾角以及填土内摩擦角对总土压力的影响,并将该结果与传统的拟静力方法优化得到的结果进行对比并发现:挡土墙墙后填土面倾角越大,主动、被动土压力也随之增加;Qin 和 Chain[41]基于拟动力分析方法,对非均质边坡进行地震稳定性分析,讨论了地震加速度、周期长度等参数对边坡安全稳定性的影响。1.2.3 裂缝边坡稳定性分析研究现状在实际工程中,由于水压力、干湿循环、极端天气及地震力等的影响,边坡坡顶经常会出现裂缝(图 1.4 为 G346 巢庐路某段滑坡导致的坡顶裂缝)。研究表明[42-58],坡顶裂缝的存在会降低边坡的安全性和耐久性,因此对裂缝边坡的稳定性分析是非常有必要的。

技术路线图,课题


本课题技术路线图

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本文编号:2782093

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