三峡库区超深抗滑桩随机力学特征研究

发布时间：2017-04-14 13:07

  本文关键词：三峡库区超深抗滑桩随机力学特征研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着滑坡在我国频繁的出现,其规模也越来越大,所以滑坡的治理也成为了岩土工程领域的一个研究重点,而抗滑桩的出现为滑坡的治理提供了一种有效的的处理方式。岩土工程中存在着很多的不确定因素,而定值分析法没有考虑岩土的这种随机性,故计算结果偏于安全。从结构可靠性角度研究和探讨滑坡稳定性和抗滑桩结构,考虑影响他们安全的随机因素,不但可以更加全面的揭示这种加固措施的科学合理性,还可以为研究结构地上部分和地下部分可靠度方面的统一提供参考。本文主要开展了以下四个方面的研究:⑴通过研读相关文献,归纳总结了当前岩土工程在可靠度领域的发展概况、抗滑桩在加固边坡方面的应用研究及目前抗滑桩可靠度研究的进展,分析了在加固大型滑坡方面抗滑桩的应用进展。⑵对结构可靠度、失效概率、可靠指标等基本概念进行了简要的说明,并对当前计算可靠度的方法进行了分析研究,总结了各种方法各自的使用范围和优缺点。结合抗滑桩结构可靠性分析的特征,选用恰当的方法分析抗滑桩结构的可靠性。⑶依托三峡库区大坪滑坡Ⅲ号滑坡工程项目,结合岩土工程和工程项目的特点选取土体的容重、粘聚力、内摩擦角及抗滑桩的桩长、横截面面积和弹性模量为随机输入变量,并建立了抗滑桩结构的功能函数,应用ANSYS软件PDS模块,选用蒙特卡罗法中LHS抽样法对抗滑桩的最大位移、最大弯矩、最大剪力进行分析,利用已建的功能函数求得了位移、弯矩、剪力的失效概率分别为0.7%、0.87%、和0.84%,通过与已有文献中的可靠指标进行比较,说明本文计算抗滑桩可靠度的方法是可行的。同时以蒙特卡罗法模拟结果作为精确解,比较了响应面法计算抗滑桩可靠度的可行性,得出响应面法能够很好的评估桩的失效概率。⑷应用灵敏度分析方法中的Spearman秩相关系数法对抗滑桩结构位移、弯矩、剪力的可靠度进行了灵敏度分析,灵敏度分析的结果表明桩长、滑体内摩擦角、滑带土的粘聚力均对结构可靠度有重要影响。
【关键词】：抗滑桩 可靠度 Monte-carlo法 响应面法 灵敏度
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 概述10-11
• 1.2 抗滑桩国内外研究现状11-14
• 1.2.1 岩土工程可靠度发展概况11-12
• 1.2.2 抗滑桩研究概况12-13
• 1.2.3 抗滑桩可靠度研究的国内外动态13-14
• 1.3 研究的目的及意义14
• 1.4 研究的内容14-15
• 2 岩土工程可靠度计算方法15-28
• 2.1 可靠度分析基本理论15-17
• 2.1.1 结构可靠度分析的基本概念15
• 2.1.2 功能函数和结构可靠度15-17
• 2.2 可靠度分析基本计算方法17-26
• 2.2.1 一次二阶矩法17-20
• 2.2.2 高次高阶矩法20-22
• 2.2.3 数值模拟法22-25
• 2.2.4 随机有限元法25-26
• 2.3 本章小结26-28
• 3 Monte-Carlo模拟法在抗滑桩加固边坡中的应用28-49
• 3.1 工程概况28-29
• 3.2 有限元法软件ANSYS及PDS简介29-32
• 3.2.1 ANSYS软件介绍29
• 3.2.2 PDS实现技术29-30
• 3.2.3 土体本构模型的选取30-31
• 3.2.4 有限元中模拟桩31
• 3.2.5 桩与土之间的接触31-32
• 3.3 超长抗滑桩加固大坪滑坡Ⅲ号滑坡可靠度分析32-48
• 3.3.1 建立有限元模型32-34
• 3.3.2 抗滑桩可靠度分析中的不确定来源34
• 3.3.3 可靠度分析中随机变量的选取34-35
• 3.3.4 Monte-Carlo法抽样方法分析35-41
• 3.3.5 抗滑桩内力可靠度分析41-42
• 3.3.6 传统方法计算抗滑桩内力42-44
• 3.3.7 本文方法计算抗滑桩内力44-48
• 3.3.8 本文方法与传统方法计算结果比较48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 响应面法在计算抗滑桩加固边坡中的应用49-62
• 4.1 响应面法简介49
• 4.2 经典响应面法49-51
• 4.3 改进的响应面法51-53
• 4.3.1 基于BP网络的响应面法51-52
• 4.3.2 基于RBF神经网络的改进响应面法52-53
• 4.4 随机响应面法53-57
• 4.4.1 随机响应面法简介53-54
• 4.4.2 随机响应面法基本原理54-57
• 4.5 基于ANSYS的响应面法57-58
• 4.5.1 算法简介57
• 4.5.2 算法实现57-58
• 4.6 计算结果分析58-61
• 4.6.1 响应面抽样与有限元计算58-61
• 4.6.2 计算结果分析及结论61
• 4.7 本章小结61-62
• 5 灵敏度分析62-70
• 5.1 灵敏度分析基本理论62-63
• 5.2 本文分析方法的确定63-64
• 5.2.1 基于Spearman秩相关系数的灵敏度介绍63-64
• 5.2.2 灵敏度方法的确定64
• 5.3 抗滑桩加固大坪Ⅲ号滑坡灵敏度计算结果64-69
• 5.3.1 位移结果分析64-66
• 5.3.2 弯矩结果分析66-68
• 5.3.3 剪力结果分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间的研究成果77

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