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高速公路软基路堤失稳风险分析方法研究

作　者: 罗成才
导　师: 李军
学　校: 中南大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 软基路堤风险分析突变级数法极限平衡法有限单元法
分类号: U416.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
引　用: 1次
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内容摘要

随着经济的飞速发展,修筑在软土地基上的高速公路越来越多,软基路堤稳定性分析评价也益发凸显出其重要地位。影响高速公路软基路堤稳定的因素众多,且各因素之间相互联系、密不可分。目前工程界常用的软基路堤稳定性评价方法主要是基于传统极限平衡原理的一些改进方法,如瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法等,这些方法简单易懂,且经过了大量工程实践的检验。但是,由于传统极限平衡法对求解做了许多简化假设,在某些情况下得到的结果与实际可能会产生较大的偏差。针对软基路堤影响因素多而杂的特点,引入风险分析与评价理论,综合考虑软基路堤稳定的各种主要影响因素,结合工程实际,构建一套适宜的软基路堤稳定风险评价模型,具有重要的理论研究意义及工程实用价值。论文首先对国内外工程风险分析及软基路堤稳定性分析研究现状进行了归纳分析,对该课题目前的热点及难点问题进行了阐述,在此基础上提出了论文的主要研究内容及框架结构。论文的主要研究内容包括以下几个部分：(1)论文在阐述了软基地基的性质及软基处理常用方法的基础上,对软基路堤的失稳破坏形式、影响因素进行了分析归纳,对传统的路堤稳定评价方法——极限平衡法及目前运用较为普遍的有限单元法进行了对比介绍；(2)基于软基路堤失稳破坏的特点,论文引入了灾害风险分析理论来评价软基路堤稳定,首先介绍了灾害风险分析的基本概念、风险分析的基本流程以及常用的评价方法,对软基地基路堤失稳破坏的影响因素进行了辨析,依据软基路堤失稳是一个由渐变累积到突变过程的特性,论文引入突变级数法进行分析评价。(3)系统介绍了初等突变理论,建立了基于初等突变理论的软基路堤稳定突变级数评价模型,给出了评价指标,构建了软土地基路堤稳定风险评价矩阵。(4)将软基路堤稳定突变级数风险评价模型运用到沈海高速公路软基路堤的稳定安全评价中,并分别运用基于极限平衡法的岩土理正及有限元软件FLAC SLOPE对突变级数评价结果进行了验证分析。分析表明,运用该方法对软基路堤的稳定进行评价分析是合理可行的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 研究背景及意义  10-11
    1.1.1 论文研究的背景  10
    1.1.2 论文研究的意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 高速公路软基路堤稳定性分析研究现状  11-13
    1.2.2 工程灾害风险分析研究现状  13-15
    1.2.3 热点及难点问题  15-16
  1.3 本文主要研究内容及思路  16-18
第二章高速公路软基路堤稳定性分析  18-35
  2.1 软土地基的性质与地基处理概述  18-21
    2.1.1 软土地基性质概述  18-19
    2.1.2 软土地基处理概述  19-21
  2.2 高速公路软基路堤失稳破坏形式及影响因素分析  21-23
    2.2.1 高速公路软基路堤失稳破坏的形式  21-22
    2.2.2 高速公路软基路堤稳定性影响因素分析  22-23
  2.3 高速公路软基路堤稳定性分析极限平衡法  23-29
    2.3.1 概述  23-24
    2.3.2 极限平衡法基本原理  24
    2.3.3 路堤稳定性分析极限平衡简化方法  24-28
    2.3.4 极限平衡简化方法归纳分析  28-29
  2.4 高速公路软基路堤稳定性分析有限元法  29-33
    2.4.1 概述  29-30
    2.4.2 有限单元法基本理论  30-32
    2.4.3 有限元的分析过程  32-33
    2.4.4 有限元法与极限平衡法的对比分析  33
  2.5 小结  33-35
第三章高速公路软基路堤失稳风险分析  35-61
  3.1 风险概述  35-38
    3.1.1 风险的基本概念  35-36
    3.1.2 风险的特征  36-37
    3.1.3 风险的分类  37
    3.1.4 风险分析的流程  37-38
  3.2 高速公路软基路堤风险因素辨识  38-43
    3.2.1 高速公路软基路堤失稳破坏风险源辨识的主要方法  38-39
    3.2.2 高速公路软基路堤失稳破坏风险源辨识  39-43
  3.3 高速公路软基路堤风险分析评价  43-58
    3.3.1 初等突变理论及其应用  44-46
    3.3.2 突变级数评价法  46-49
    3.3.3 高速公路软基路堤稳定风险评价模型  49-53
    3.3.4 高速公路软基路堤失稳定风险矩阵  53-58
  3.4 高速公路软基路堤稳定性风险应对  58-60
    3.4.1 风险应对概述  58-59
    3.4.2 软基路堤稳定风险控制  59-60
  3.5 小结  60-61
第四章沈海高速公路软基路堤风险分析评价  61-78
  4.1 工程概况  61-62
    4.1.1 工程特点  61
    4.1.2 风险评估的重要性  61-62
  4.2 沈海高速公路软基路堤风险分析评价  62-67
    4.2.1 风险评价区段的选取及分析  62-64
    4.2.2 评价方法及评价因子的选取  64-65
    4.2.3 风险评价  65-67
  4.3 软基路堤稳定风险评价结果与理正岩土对比验证  67-71
    4.3.1 理正岩土软基路堤设计基本原理  67-68
    4.3.2 计算参数的选取  68-69
    4.3.3 理正岩土计算结果与风险评价结果对比分析  69-71
  4.4 基于FLAC SLOPE的软基路堤稳定性分析  71-77
    4.4.1 FLAC SLOPE简介  71
    4.4.2 软基路堤计算模型参数  71
    4.4.3 结果分析  71-77
  4.5 小结  77-78
第五章结论与展望  78-80
  5.1 论文的主要工作及结论  78-79
  5.2 有待于进一步开展的工作  79-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  85

高速公路软基路堤失稳风险分析方法研究

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