基于监测数据的高边坡岩土体参数反演及稳定性评价

发布时间：2021-04-30 05:11

　　目前,我国在高速公路等基础设施建设过程中,形成了大量各种各样的高陡岩质边坡。高陡岩质边坡在自然界中常因风化、剥蚀等作用,造成边坡失稳,主要是由于坡体内岩土体的强度因受到损伤而降低从而导致边坡破坏,若能准确实时获得边坡坡体内岩土体的强度参数,就可准确把握边坡的稳定状况,有效地防止边坡破坏的发生和降低边坡破坏带来的危害,所以研究如何准确获取岩土体的强度参数是非常有意义的。本文以某高速公路实际高边坡工程为例作为研究对象,首先通过对现场情况的勘察和高边坡监测技术的研究,确定现场监测方案,获取实际监测数据;其次通过对经典案例模拟,对选用Midas gts NX有限元软件、摩尔—库伦准则所建模型的准确性进行验证,并利用准确性得到验证的案例模型进行岩土体参数敏感性分析,确定出需要待反演的岩土体参数;然后利用Midas gts NX有限元软件、摩尔—库伦本构模型建立依托工程的有限元数值模型,为选择适合本项目的BP神经网络提供训练样本;最后利用现场实际监测数据通过BP神经网络进行边坡实际岩土体参数的反演,并用现场实际监测数据验证反演所得岩土体参数的准确性,从而进行边坡的稳定性研究。本文采用高边坡数值模拟... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 选题来源及研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 边坡稳定性分析方法研究现状
        1.3.2 边坡岩土体参数位移反分析研究现状
    1.4 研究内容和技术路线
        1.4.1 具体研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 工程概况及现场监测方案的设计
    2.1 工程概况
        2.1.1 工程的基本情况
        2.1.2 工程地质条件
    2.2 边坡监测技术概述
        2.2.1 边坡监测的目的
        2.2.2 边坡监测的方法与内容
    2.3 现场深部位移监测系统的布置
        2.3.1 深部监测基本概况
        2.3.2 监测孔布置
        2.3.3 监测原理
        2.3.4 仪器选型及参数
        2.3.5 测斜管的埋设
        2.3.6 监测数据获取
    2.4 本章小结
第三章 基于案例验证模型的准确性及岩土体参数的敏感性分析
    3.1 室内试验获取岩石参数
        3.1.1 现场采样与岩芯制作
        3.1.2 实验过程
        3.1.3 试验结果处理
    3.2 岩石参数与岩土体参数对比分析
    3.3 基于算例的有限元模型验证
        3.3.1 有限元分析基本原理
        3.3.2 强度折减基本原理
        3.3.3 有限元强度折减法基本理论
        3.3.4 案例分析
    3.4 岩土体参数敏感度分析
        3.4.1 敏感性数值模拟
        3.4.2 数值模拟结果分析
    3.5 本章小结
第四章 基于现场监测数据的边坡岩土体参数反演分析
    4.1 边坡岩体参数反演分析概述
    4.2 BP神经网络概述
    4.3 建立高边坡反演模型
        4.3.1 三维模型有关假定
        4.3.2 模型单元选取
        4.3.3 材料与几何参数
        4.3.4 边界条件和荷载
        4.3.5 模型的建立
        4.3.6 定义施工阶段
    4.4 基于监测数据的边坡岩体参数反演
        4.4.1 高边坡待反演土体参数组合设计
        4.4.2 BP神经网络训练样本的获取
        4.4.3 基于Matlab的 BP神经网络设计及岩土体参数反演分析
    4.5 本章小结
第五章 基于岩土体参数反演的边坡稳定性分析
    5.1 基于监测数据的边坡岩土体参数反演
        5.1.1 现场监测数据处理
        5.1.2 基于BP神经网络的岩土体参数反演
    5.2 反演所得岩土体参数准确性验证
    5.3 基于岩土体参数反演的边坡稳定性发析
        5.3.1 边坡加固中稳定性分析
        5.3.2 边坡加固后稳定性分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于位移反分析法的隧道围岩参数反演研究[J]. 陈畅,孙吉主.  土工基础. 2018(05)
[2]基于离散元法的岩质边坡倾倒变形分析[J]. 安晓凡,李宁,孙闻博.  中国科技论文. 2018(13)
[3]强度折减法在三维有限元边坡稳定分析中的应用[J]. 江卫华,熊峰,刘乳燕,马永力.  水电能源科学. 2018(03)
[4]未来交通运输是综合和智慧的——以《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》及相关研究为参考[J]. 李伟.  中国公路. 2018(05)
[5]山岭隧道围岩参数反演研究[J]. 曾永军,胡亮,黄梅.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[6]基于强度折减法的公路边坡稳定性分析[J]. 蔡光启.  工程建设. 2017(06)
[7]边坡在降雨及地震作用下的稳定性分析[J]. 任德斌,汪莹,于世海.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]曼家寨东帮采场石英云母片岩原位直剪试验研究[J]. 魏佳潇,侯克鹏.  矿冶. 2017(02)
[9]基于改进神经网络的地铁车站深基坑位移反分析[J]. 吴才德,章玉明,田领川,成怡冲,曾婕.  科技通报. 2017(01)
[10]隧道围岩特性参数反分析与数值模拟[J]. 姜波.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(06)

硕士论文
[1]石英云母片岩各向异性特征及其对围岩稳定性影响的研究[D]. 王家兴.成都理工大学 2014
[2]云南某露天矿山散体物料力学性能及工程应用研究[D]. 杜俊.昆明理工大学 2010
[3]云南某露天矿采场边坡岩体力学参数确定及稳定性研究[D]. 杨帆.昆明理工大学 2009



本文编号：3168903