ANSYS应力应变特征分析在金厂坝滑坡稳定性评价中的应用

发布时间：2017-08-31 04:13

  本文关键词：ANSYS应力应变特征分析在金厂坝滑坡稳定性评价中的应用

  更多相关文章： 变形监测 滑坡应力应变数值模型 极限平衡方法 滑坡稳定性评价

【摘要】：滑坡是我国主要的自然灾害之一,平均每年造成的经济损失多达几十亿元,因此,对滑坡的监测、分析、稳定性评价以及预报预警工作具有重要的意义。滑坡变形监测是涉及测绘工程、工程地质、计算机科学等诸多类别的交叉学科。随着变形监测方法与技术不断进步,所获得的监测数据也越来越丰富,通过对监测数据的分析与处理可为掌握滑坡变形特征,了解滑坡变形状态提供更多的信息。同时,可以通过剔除无关信息,提高观测值精度并结合高效信息处理软件等方式对监测数据进行分析与处理,使监测数据更加精准的反应滑坡状态,构建更加健康的评价与预报系统。文章以金厂坝滑坡为研究对象,通过前期收集当地资料,发现金厂坝滑坡在官地电站水库蓄水之后变形加剧,严重威胁滑坡中部居民与下游水电站安全。通过结合实际情况对滑坡区域进行实地勘测,初步确定滑坡范围。科学合理的设计与建立以变形监测控制网,工作基点网,以及地表监测点组成的金厂坝滑坡自动化变形监测系统。监测项目以地表变形监测、环境量监测、深部位移监测、地下水监测为主,人工巡视为辅的方案进行,通过建立以测量机器人(TM30)以及GPS自动化数据采集系统为基础的监测网,对滑坡不同变形强度区域的监测点的地表累积位移、裂缝、深部位移以及环境降雨量等进行监测,获得监测点坐标、裂缝宽度、深部位移、气象和水位等高精度的监测数据,通过对监测数据统计分析绘制滑坡监测点变形曲线图,得出水库蓄水条件下汛期期间滑坡变形速率增大,降雨成为影响滑坡变形速率的关键因素的结论。通过深部监测位移与工程地质调查资料相结合的方法,确定滑动带位置与特性,为建立滑坡剖面数值模型进行滑坡稳定性评价提供可靠的数据支持。稳定性评价选用ANSYS有限元数值分析软件进行分析,建立滑坡主剖面模型并对其进行应力-应变数值分布特征研究,分析在水库正常蓄水位下,滑坡主剖面在正常蓄水位自然工况与正常蓄水位暴雨工况下应力与应变数值分布特征,并计算主勘探剖面稳定性系数。得出滑坡变形主要受重力场控制,且暴雨对滑坡的变形有很大的影响的结论,为确保应力应变数值模型分析对滑坡稳定性的可靠性,再运用经典极限平衡方法计算滑坡稳定性系数以验证上述结论。
【关键词】：变形监测 滑坡应力应变数值模型 极限平衡方法 滑坡稳定性评价
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 选题背景与研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容与技术路线11-14
• 1.3.1 主要研究内容11-13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 第2章 滑坡监测方案与应力应变特征分析原理14-20
• 2.1 滑坡变形监测14-17
• 2.1.1 滑坡变形监测目的14-15
• 2.1.2 滑坡变形监测内容与方法15-16
• 2.1.3 金厂坝滑坡监测实施方案16-17
• 2.2 应力应变特征分析滑坡稳定性原理17-18
• 2.2.1 滑坡应力应变特征分析原理17
• 2.2.2 确定滑面正应力和剪应力17-18
• 2.2.3 滑坡稳定性系数的求解18
• 2.3 滑坡应力应变特征分析过程18-20
• 2.3.1 ANSYS数值分析软件简介18-19
• 2.3.2 建立滑坡数值模型19
• 2.3.3 加载和求解19
• 2.3.4 查看结果19-20
• 第3章 金厂坝滑坡区域概况20-23
• 3.1 滑坡区域简介20-21
• 3.2 滑坡平面特征21
• 3.3 滑坡物质结构特征21-22
• 3.4 滑坡演化形成过程22-23
• 第4章 滑坡变形监测及成果分析23-46
• 4.1 地表变形监测体系23-26
• 4.1.1 监测控制网23-24
• 4.1.2 地表监测点24-26
• 4.2 地表位移监测成果分析26-37
• 4.2.1 主变形区地表位移监测成果与分析26-33
• 4.2.2 主变形区外地表位移监测成果与分析33-35
• 4.2.3 裂缝监测成果与分析35-37
• 4.3 滑坡内部监测及成果分析37-43
• 4.3.1 地下水监测37-38
• 4.3.2 主勘探剖面观测成果分析38-41
• 4.3.3 辅助勘探剖面观测成果分析41-43
• 4.4 滑坡稳定性定性分析43-46
• 第5章 滑坡应力应变特征分析与稳定性评价46-60
• 5.1 滑坡应力应变数值模型建立46-49
• 5.1.1 数值计算边坡介质参数46-48
• 5.1.2 金厂坝滑坡数值模型48
• 5.1.3 失稳模式与计算工况分析48-49
• 5.2 滑坡应力应变特征分析49-54
• 5.2.1 主应力矢量图49-50
• 5.2.2 最大主应力分布特征50-51
• 5.2.3 最大剪应力分布特征51-52
• 5.2.4 最大剪应分布特征52-54
• 5.2.5 滑坡的位移特征54
• 5.3 数值特征分析结论54-55
• 5.4 滑坡稳定性分析结论验证55-60
• 5.4.1 极限平衡方法的选用56-57
• 5.4.2 剖面计算57-58
• 5.4.3 计算结果分析58-60
• 结论60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 攻读学位期间取得的学术成果67

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本文编号：763374