路堤承载力有限元极限分析方法研究

发布时间：2024-07-02 04:26

　　随着我国经济快速蓬勃增长,各类基础工程建设也得到了大力的发展,公路工程建设是其中重要的一项。而我国山区面积占整个国土面积的2/3,在公路工程的建设过程中,不可避免的会遇到公路需要修筑在边坡上的情况,若边坡失稳则会导致不可估计的生命以及财产损失。因此,路堤边坡的承载力在工程的安全建设和使用过程中有着重要影响,但影响路堤承载力的因素众多且复杂,所以有必要对路堤承载力进行深入研究。本文针对路堤承载力展开研究,主要完成了如下工作:首先,从理论分析、试验以及数值模拟三方面总结了临坡地基承载力的发展历史和研究现状,主要阐述了有限元极限分析法的发展,临坡地基承载力的传统计算方法和有限元极限分析上、下限法的基本原理,简要介绍了滑移线差分算法以及潜在滑移线理论;接着,考虑不排水条件下路堤边坡高度、坡度、超载以及边坡土体黏聚力对路堤承载力的影响,针对不同工况进行建模,采用有限元极限分析上、下限法对其进行研究。将路堤承载力的计算结果无量纲化,并讨论承载力系数p/γB的变化规律,通过能量耗散图对破坏模式进行分析,再与现有文献结果进行对比以验证合理性;然后,采用拟静力法模拟交通荷载,对交通荷载效应下路堤的稳定性...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 路堤承载力的研究现状及进展
        1.2.1 路堤承载力理论研究
        1.2.2 路堤承载力试验研究
        1.2.3 路堤承载力数值模拟研究
    1.3 有限元极限分析法
    1.4 本文研究内容及方法
第2章 路堤承载力计算方法
    2.1 传统承载力计算方法
    2.2 滑移线法
        2.2.1 滑移线差分算法
        2.2.2 基于有重土滑移线法精确数值解的公式
        2.2.3 潜在滑移线理论
    2.3 有限元极限分析法
        2.3.1 极限分析上、下限法理论
        2.3.2 有限单元法
        2.3.3 数学规划理论
第3章 路堤承载力有限元极限分析方法
    3.1 概述
    3.2 基本假定
    3.3 计算步骤
    3.4 数值模型建立
    3.5 计算结果与讨论
        3.5.1 边坡高度的影响
        3.5.2 基础离坡顶距离的影响
        3.5.3 超载的影响
        3.5.4 坡角的影响
        3.5.5 粘聚力cu的影响
    3.6 对比分析
    3.7 破坏模式分析
第4章 交通荷载效应下路堤稳定性及承载力数值模拟分析
    4.1 概述
    4.2 基本理论与假设
        4.2.1 交通荷载拟静力描述
        4.2.2 基本假设
    4.3 路堤稳定性分析
        4.3.1 计算模型
        4.3.2 计算结果与讨论
    4.4 路堤承载力分析
        4.4.1 计算模型
        4.4.2 计算结果与分析
第5章 工程应用实例
    5.1 工程概况
        5.1.1 项目简介
        5.1.2 工程地质条件
    5.2 路堤稳定性数值模拟
        5.2.1 计算模型
        5.2.2 计算结果
    5.3 治理措施及稳定性分析
        5.3.1 防治目标与原则
        5.3.2 路堤稳定性参数分析
        5.3.3 治理设计方案
        5.3.4 挖台阶法治理路堤边坡
        5.3.5 治理后边坡稳定性分析
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所撰写的学术论文目录



本文编号：3999683