内河大水位差下港口岸坡时变稳定特性研究

发布时间：2017-05-02 23:12

  本文关键词：内河大水位差下港口岸坡时变稳定特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国西南地区河流众多,水位随季节大幅变化。水位的周期性大幅变动对沿岸港口边坡的稳定性产生了巨大的影响,边坡的工程力学性能,强度参数及变形参数将发生变化。为进一步研究内河大水位差下港口岸坡的时变稳定特性,失稳机理,破坏模式,本文以果园港地质条件为依托,建立边坡模型进行模型试验,为实际相似工程提供参考依据。本文通过建立边坡模型,模拟大水位差下水位周期循环下岸坡稳定特性,总结分析其强度参数,变形参数变化规律,边坡破坏方式及失稳机理,与数值模拟结果进行类比,采用可靠度理论得到边坡稳定性分析实用方法。论文主要研究内容如下:(1)开展周期性大变幅水位条件下港口岸坡(土质边坡和含有典型结构面的岩质边坡)时变稳定性室内模型试验。对边坡工程力学参数进行取样测定,分析其时变规律,认为其在水位循环变化下呈非线性下降的衰弱模式;测试边坡体内应力、坡内水位变化等,将土质边坡坡内压力变化分为“凸”形与“凹”形两种变化模式,坡内水位具有较大的滞后现象;将岩质边坡按照应力变化规律分为“上升—平稳—上升”区域、“上升—平稳—下降”区域、“上升—平稳—平稳”区域三个区域。(2)开展周期性大变幅水位条件下港口岸坡(土质边坡和含有典型结构面的岩质边坡)时变稳定性的数值模拟,分析边坡稳定性演化效应,与模型试验测试结果相符合;研究边坡的时变稳定特性、失稳机理和破坏模式,其中土质边坡的破坏是从坡脚沿坡面至坡顶的破坏过程,坡面倾角越小,边坡稳定性越好;岩质边坡中两组结构面垂直的边坡的破坏是从坡脚向坡顶发展,进而引发沿坡面方向岩层的滑动,两组结构面相交的边坡的破坏是从坡顶向下发展,使得水平方向的岩层发生滑动。(3)基于可靠度理论研究山区河流港口岸坡时变稳定性实用分析方法,采用统计矩法对具有不确定性的边坡强度参数进行组合,计算其安全系数的可靠性,对岸坡安全系数的准确性有了进一步的认识,为实际工程中岸坡的加固处理、失稳时间预测提供了一定的参考依据。
【关键词】：水岩相互作用 内河大水位差 水位循环作用 库岸边坡 有限元 可靠度
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U652.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究依据及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展状况12-17
• 1.2.1 水岩相互作用研究现状12-13
• 1.2.2 边坡稳定性研究现状13-14
• 1.2.3 边坡稳定性相似模型试验研究现状14-15
• 1.2.4 边坡稳定性数值模拟研究现状15-16
• 1.2.5 边坡稳定性可靠性分析研究现状16-17
• 1.3 论文主要研究内容及技术路线17-19
• 第二章 大水位差下港口岸坡稳定性模型试验内容19-34
• 2.1 试验相似原理19-22
• 2.1.1 相似概念19
• 2.1.2 相似理论19-21
• 2.1.3 相似比尺的确定21-22
• 2.2 物理模型设计22-25
• 2.2.1 模型箱设计22
• 2.2.2 边坡设计22-24
• 2.2.3 模型模拟时间设计24
• 2.2.4 仪器埋设设计24-25
• 2.3 土质边坡模型试验25-29
• 2.3.1 边坡材料选取25-26
• 2.3.2 边坡制作与仪器埋设26-29
• 2.4 岩质边坡模型试验29-34
• 2.4.1 材料选取与仪器连接29-32
• 2.4.2 边坡制作32-33
• 2.4.3 试验过程33-34
• 第三章 模型试验结果分析34-59
• 3.1 土质边坡Ⅰ模型试验结果分析34-38
• 3.2 土质边坡Ⅱ模型试验结果分析38-41
• 3.3 岩质边坡Ⅰ模型试验结果分析41-48
• 3.4 岩质边坡Ⅱ模型试验结果分析48-55
• 3.5 边坡工程力学参数变化55-57
• 3.6 本章小结57-59
• 第四章 内河大水位差下港口岸坡稳定性的有限元分析59-74
• 4.1 岸坡稳定性有限元分析方法59-61
• 4.1.1 有限元分析方法59-60
• 4.1.2 ABAQUS软件在有限元的应用60
• 4.1.3 强度折减法60-61
• 4.2 土质边坡稳定性有限元分析方法61-66
• 4.2.1 土质边坡有限元模型61-62
• 4.2.2 大水位差循环作用对安全系数的影响62-63
• 4.2.3 数值模拟与试验结果对比63-64
• 4.2.4 边坡破坏形式64-66
• 4.3 岩质边坡稳定性有限元分析方法66-73
• 4.3.1 有限元模型67-68
• 4.3.2 大水位差循环作用对安全系数的影响68
• 4.3.3 数值模拟与试验结果对比68-70
• 4.3.4 边坡破坏模式70-73
• 4.4 本章小结73-74
• 第五章 内河大水位差下港口岸坡可靠性分析74-83
• 5.1 边坡可靠性分析的基本原理74-76
• 5.1.1 边坡可靠性74-75
• 5.1.2 边坡可靠性常用方法75-76
• 5.2 港口岸坡可靠性分析计算方法76-77
• 5.2.1 概述76
• 5.2.2 统计矩法的基本原理76-77
• 5.3 港口岸坡可靠性计算77-82
• 5.3.1 土质边坡可靠性计算77-80
• 5.3.2 岩质边坡可靠性计算80-82
• 5.4 本章小结82-83
• 第六章 结论及展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 进一步工作的展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士期间参加科研及发表论文情况90

【参考文献】

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本文编号：341883