振动荷载对边坡的影响范围研究

发布时间：2017-04-10 12:00

  本文关键词：振动荷载对边坡的影响范围研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国交通事业及基础设施的迅速发展,填方工程不断增多,边坡工程在施工及服役期间所受到施工机具及车辆等振动荷载的作用影响不可忽视,由此带来的边坡失稳风险更需要提前防范。为防止振动荷载造成边坡失稳,在填方路基工程施工建设及使用过程中都需要明确车辆距离边坡的安全临界距离。因此,研究边坡动响应及不同振动工况下边坡稳定状况,对于工程中的边坡设计、工程施工设备安全运行及车辆停靠安全预判均具有重要意义。本文以土质边坡在振动荷载作用下的动响应规律及稳定性为研究目标。通过相关理论分析边坡土体的动力特性,基于摩尔库伦本构模型及分析软件ABAQUS,模拟不同工况下三维边坡监测点动态响应规律。通过有限元强度折减的方法研究了不同振动荷载作用下的边坡稳定状况。依据相似准则设计实施了边坡在振动荷载作用下的模型试验,实测了不同荷载作用位置下边坡内部应力不同及边坡表面土体沉陷规律。理论分析及数值研究结果表明,边坡坡面各点响应峰值与振动荷载幅值具有正相关关系;而随加载频率的变化未有统一规律,但存在边坡的不利响应频段;响应峰值随动载作用位置的增加而变小,观察点距离加载位置越近,响应越强烈。边坡安全系数和结构体尺寸及坡体力学参数关系密切。其随着坡度、坡高的增大以及动荷载的增大而减小,随粘聚力、内摩擦角及荷载距边坡坡肩距离的减小而减小。在此基础上,通过正交实验及回归分析得到边坡在动荷载作用下安全系数和各影响因素之间的关系。实验研究得出了与数值模拟相似的边坡动响应规律,即动载距边坡坡肩距离越近,坡面振动响应越强烈,边坡被破坏程度也越大。
【关键词】：振动荷载 土质边坡 动响应 边坡稳定 影响范围
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.14
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-28
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 研究现状12-25
• 1.2.1 振动荷载模型研究现状12-13
• 1.2.2 动力响应的研究现状13-16
• 1.2.3 边坡稳定性研究现状16-25
• 1.3 本文研究内容及技术路线25-28
• 1.3.1 研究内容25-26
• 1.3.2 技术路线26-28
• 第二章 振动荷载特点及对土基作用分析28-45
• 2.1 引言28
• 2.2 振动荷载下土体本构特征28-34
• 2.2.1 土的动应力应变关系28-29
• 2.2.2 土的动力本构模型29-30
• 2.2.3 土体弹塑性理论30-34
• 2.3 动载下土体的动强度及形变34-36
• 2.3.1 土的动强度34-35
• 2.3.2 土的动变形35-36
• 2.4 振动荷载的拟静力分析36-40
• 2.5 振动荷载对土基动力分析40-42
• 2.6 土体动载作用下的振动及传播规律42-43
• 2.7 小结43-45
• 第三章 振动荷载作用下边坡土体的扰动效应分析45-66
• 3.1 边坡土体物理参数45-52
• 3.1.1 土的含水率试验45-46
• 3.1.2 土的击实试验46-48
• 3.1.3 土的直接剪切试验48-50
• 3.1.4 液塑限试验50-52
• 3.2 边坡动响应数值模拟52
• 3.3 土质边坡动力响应模型建立52-54
• 3.3.1 边坡数值模型的建立52-53
• 3.3.2 循环荷载及边坡模型边界条件53-54
• 3.3.3 荷载作用面积的确定54
• 3.4 土质边坡动力响应分析54-65
• 3.4.1 不同动载振幅下边坡动力响应规律55-59
• 3.4.2 不同动载频率下边坡动力响应规律59-62
• 3.4.3 不同加载位置下边坡动力响应规律62-65
• 3.5 小结65-66
• 第四章 振动荷载对边坡稳定性的影响66-83
• 4.1 引言66
• 4.2 极限平衡法与数值分析比较66-67
• 4.3 有限元强度折减法67-69
• 4.3.1 强度折减法原理67-68
• 4.3.2 强度折减法优点68
• 4.3.3 边坡动力稳定性判据68-69
• 4.4 边坡在不同工况下的稳定性69-79
• 4.4.1 边坡只在重力作用下的稳定性69
• 4.4.2 边坡在静载作用下的稳定性69-73
• 4.4.3 边坡在动荷载作用下的稳定性73-76
• 4.4.4 静力及动力情况下边坡稳定性对比76-77
• 4.4.5 不同动载下边坡稳定性77-79
• 4.5 拟合公式79-81
• 4.6 小结81-83
• 第五章 振动荷载对边坡影响的模型试验研究83-96
• 5.1 试验模型相似原理83-89
• 5.1.1 相似定理简介83-84
• 5.1.2 相似准则求解方法84-89
• 5.2 实验室模型试验89-93
• 5.2.1 试验目的89
• 5.2.2 模型试验前期准备89-90
• 5.2.3 模型试验实施90-93
• 5.3 模型试验结果分析93-96
• 5.3.1 模型试验数据及结果分析93-94
• 5.3.2 模型试验和数值结果的对比94-96
• 第六章 结论与展望96-98
• 6.1 结论96-97
• 6.2 展望97-98
• 参考文献98-103
• 致谢103-104
• 作者简介104

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