学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于三维非线性有限元的边坡静—动力稳定分析

作　者: 黄跃群
导　师: 刘耀儒
学　校: 清华大学
专　业: 水利工程
关键词: 边坡 非线性有限元 变形加固理论 塑性余能范数 不平衡力
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 115次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


边坡的稳定对工程的安全建设和稳定运行具有重要意义。长期以来,人们普遍采用安全系数的评价体系分析评价边坡滑块的稳定性,但对边坡的整体失稳和局部破坏问题研究较少。本文基于三维非线性有限元,将变形加固理论拓展应用于边坡的静-动力稳定分析,从变形加固理论的两个核心概念——塑性余能和不平衡力——出发,综合有限元应力应变成果以及安全系数评价标准,全面研究边坡在静力和动力作用下的稳定情况,并初步建立边坡在该框架内的静-动力稳定性评价体系和相应的研究方法。本论文所做的主要研究工作有:1.简要介绍了变形加固理论的基本理论,分析总结了静力作用下边坡塑性余能范数随材料降强的变化规律,以及动力作用下边坡塑性余能范数随时间变化的规律,验证了塑性余能范数作为边坡整体稳定性判定依据的合理性。结合不平衡力的分析研究,阐述了不平衡力与局部破坏的关系,以及不平衡力随降强或时间的发展规律。2.简要介绍了多重网格法的基本理论,采用多重网格法利用有限元的应力计算成果得到滑面安全系数时程曲线,并进行了精度验算,说明了采用多重网格法计算滑面安全系数的精确性。在此基础上,采用可靠度分析的理论,计算了边坡的动力安全系数。3.将变形加固理论应用于锦屏一级拱坝左岸边坡的静力稳定分析,并就坝与边坡的相互作用问题进行了分析研究,总结了边坡在静力作用下的一些规律性结论。4.将变形加固理论应用于大岗山右岸边坡的动力稳定分析,从应力应变成果、滑块安全系数时程曲线、塑性余能范数时程曲线以及不平衡力等方面全方位地分析研究了边坡在地震荷载作用下稳定情况,总结了边坡在动力作用下的一些规律性结论。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 选题背景和意义  9
  1.2 边坡稳定性评价方法  9-11
    1.2.1 定性化评价方法  9-10
    1.2.2 定量化评价方法  10-11
  1.3 边坡稳定性分析方法  11-16
    1.3.1 刚体极限平衡法  12-13
    1.3.2 有限元法  13-14
    1.3.3 离散元法  14
    1.3.4 有限差分法  14-15
    1.3.5 非连续变形法  15
    1.3.6 数值流形方法  15-16
  1.4 现有研究存在的主要问题  16
  1.5 论文研究思路及内容  16-18
第2章 变形加固理论与极限平衡分析方法  18-46
  2.1 变形加固理论  18-25
    2.1.1 弹塑性本构关系的增量扩展  18-21
    2.1.2 最小塑性余能原理  21-22
    2.1.3 变形加固理论的有限元表述  22-23
    2.1.4 基于变形加固理论的边坡稳定分析思路  23-25
  2.2 基于变形加固理论的边坡稳定分析算例  25-40
    2.2.1 均质边坡的静力稳定分析算例  25-28
    2.2.2 含软弱夹层边坡的静力稳定分析算例  28-31
    2.2.3 均质边坡的动力稳定分析算例  31-36
    2.2.4 含软弱夹层边坡的动力稳定分析算例  36-40
  2.3 滑移体极限平衡分析方法  40-46
    2.3.1 多重网格法  41-43
    2.3.2 多重网格法的算例  43-46
第3章 锦屏左岸边坡静力稳定分析  46-65
  3.1 工程概况  46-48
  3.2 计算模型及参数  48-51
    3.2.1 计算模型  48-50
    3.2.2 计算参数  50
    3.2.3 计算荷载  50-51
  3.3 计算结果及分析  51-64
    3.3.1 自重应力场分析  51-53
    3.3.2 边坡塑性余能范数分析  53-54
    3.3.3 边坡不平衡力分析  54-60
    3.3.4 与模型试验的对比分析  60-61
    3.3.5 拱坝与边坡的相互作用  61-64
  3.4 边坡静力稳定分析结论  64-65
第4章 大岗山右岸边坡动力稳定分析  65-93
  4.1 工程概况  65-67
  4.2 计算模型和参数  67-73
    4.2.1 计算模型  67-70
    4.2.2 计算参数  70
    4.2.3 地震加速度时程的输入  70-72
    4.2.4 Rayleigh 阻尼的确定  72-73
  4.3 计算结果及分析  73-92
     4.3.1 位移和应力成果分析  76-80
    4.3.2 边坡塑性余能范数时程曲线分析  80-81
    4.3.3 不平衡力分析  81-85
    4.3.4 滑块安全系数时程曲线分析  85-92
  4.4 边坡动力稳定分析结论  92-93
第5章 总结与展望  93-96
  5.1 工作总结  93-94
  5.2 展望  94-96
参考文献  96-102
致谢  102-103
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  103

相似论文

  1. 高层建筑下的节理岩体边坡稳定性研究,TU457
  2. 振清二标K29+450～K29+900段开挖边坡稳定性分析及加固优化研究,U418.52
  3. 内嵌开洞填充墙框架结构有限元非线性分析,TU323.5
  4. 振动筛橡胶弹簧力学特性研究,O322
  5. 岩体强度随机性与边坡可靠性研究,TD854.6
  6. 基于图论的道路横断面设计研究与软件开发,U412.33
  7. 降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性动态评价方法研究,TU43
  8. 膨胀岩边坡变形破坏模式和防治措施研究,TU457
  9. 水对露天矿高边坡稳定性影响的研究,TD804
  10. 雅泸高速高寒高海拔山区路段边坡植被恢复探讨,U418.9
  11. 填充粘弹性材料的钢筋混凝土剪力墙性能研究,TU398.2
  12. 船体极限强度及其可靠性研究,U661.43
  13. 基于模糊理论的湖南公路边坡稳定性分区研究,U416.14
  14. 高陡边坡桥梁高墩设计与施工若干关键问题研究,U445.559
  15. 双液注浆加固边坡的应用研究,U418.52
  16. 道路改扩建边坡稳定性控制及支护措施研究,U417.1
  17. 通平高速公路路堑边坡稳定性分析与防治研究,U416.14
  18. 地震力作用下公路高边坡稳定的可靠性分析,U416.14
  19. 黄土高边坡稳定性分析及桩群研究,U416.14
  20. 强风化地区公路路堑边坡变形破坏机理与施工信息化管理研究,U416.14
  21. 公路边坡坡面防护效益研究,U417.1

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 土力学
© 2012 www.xueweilunwen.com