考虑土体强度各向异性的边坡稳定性研究

发布时间：2023-03-02 17:37

　　目前,研究人员在边坡稳定性问题上通常视土体为各向同性介质,即岩土材料在各个方向上表现出相同的物理和力学性质。然而,土颗粒受重力影响下,长轴趋于水平方向沉积和排列,这种排列会引起土的强度表现出不同程度的各向异性。此外,按照土体固结方向的抗剪强度指标来评价边坡的稳定性时,土试样受力状态与实际边坡坡体内的应力分布并不相符,有必要对此展开研究。本文从天然土体的各向异性特征出发,借助材料微观组构理论,建立了各向异性强度参数表达式,并在现有边坡稳定分析方法(极限平衡法和有限元强度折减法)的基础上,提出两种考虑强度各向异性影响的具体计算方法,对土质边坡进行一系列研究。以下为本文的主要研究内容和结果:1.详细介绍了土的各向异性强度理论,阐述了固有各向异性和应力诱发各向异性的产生机理。鉴于边坡稳定性的本质是土的强度问题,因此着重介绍了各向异性对强度的影响。在组构张量和Mohr-Coulomb强度准则的基础上,参考前人定义的各向异性状态参数A,提出了考虑抗剪强度指标c和?各向异性的表达式,并结合已有的试验结果验证了该公式拟合效果的有效性和优越性。2.相比于传统的Casagrande公式,本文基于组构张量理...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 强度各向异性下的边坡稳定性研究现状
        1.3.2 边坡稳定性分析方法研究现状
    1.4 本文的主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 土的各向异性强度理论
    2.1 引言
    2.2 土体各向异性强度的类别
        2.2.1 固有各向异性
        2.2.2 应力诱发各向异性
    2.3 K0固结黏土的不排水抗剪强度
        2.3.1 基于试验法的不排水抗剪强度
        2.3.2 基于本构理论的不排水抗剪强度
    2.4 主应力轴偏转下的各向异性强度
    2.5 基于颗粒组构的各向异性强度
        2.5.1 组构张量法
        2.5.2 微结构张量法
        2.5.3 各向异性强度参数表达式的提出
    2.6 本章小结
第三章 考虑强度各向异性的边坡稳定极限平衡法
    3.1 引言
    3.2 边坡稳定条分法计算原理
        3.2.1 瑞典条分法
        3.2.2 Bishop法
        3.2.3 Janbu法
        3.2.4 Spencer法
        3.2.5 Morgenstern-Price法
        3.2.6 条分法小结
    3.3 考虑强度各向异性的条分法
        3.3.1 考虑强度各向异性的Bishop法
        3.3.2 条分法的应用算例及结果分析
    3.4 坡角、软弱下卧层及沉积面方位对边坡稳定性的影响
        3.4.1 坡角对各向异性边坡稳定的影响
        3.4.2 软弱下卧层对边坡稳定性的影响
        3.4.3 沉积面倾角对边坡稳定性的影响
    3.5 本章小结
第四章 考虑强度各向异性的边坡稳定有限元法
    4.1 引言
    4.2 有限元法的原理
        4.2.1 有限元法基本方程
        4.2.2 常用的土体本构模型
        4.2.3 有限元法的求解思路及强度折减技术
    4.3 基于ABAQUS的边坡有限元模拟
        4.3.1 计算模型的建立
        4.3.2 强度各向同性的边坡有限元模拟
        4.3.3 强度各向异性的边坡有限元模拟
    4.4 本章小结
第五章 稳定分析方法在边坡算例中的应用
    5.1 引言
    5.2 边坡算例分析
        5.2.1 典型算例
        5.2.2 典型算例
    5.3 本章小结
结论与展望
    全文总结
    工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3752338