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应力重塑方法在治理边坡中的应用研究

作　者: 马乙一
导　师: 王国体
学　校: 合肥工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 边坡稳定分析边坡治理边坡安全级别应力重塑方法 ANSYS 膨胀锚
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 59次
引　用: 1次
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内容摘要

当前国家正值大行土木的时候,在工程建设中经常有大开大挖,造成了大量的边坡工程,如何对这些边坡工程进行稳定性分析,并用经济合理的工程措施进行边坡防护和治理一直是困扰科学界和工程界广大工程技术人员的一个难题,目前工程界应用比较广泛的是基于极限平衡法的用假设滑动面来计算边坡安全系数的方法,此方法在理论上存在着重大的缺陷,因而在工程中经常会出现计算结果和实际不相符合的情况,论文系统介绍了一种新的方法—应力重塑方法在边坡工程中的应用。如何分析边坡的稳定性并在经过工程治理后达到所需要的安全级别,论文应用应力重塑方法很好的解决了这个问题,即根据土体应力状态来计算边坡安全系数,在坡面上施加一定的重塑荷载使边坡达到相应的边坡安全级别;并且利用大型有限元软件ANSYS对边坡在重塑荷载施加前后边坡土体的应力状态进行了对比分析,充分说明了应力重塑方法的经济性和可行性。应用此方法与膨胀锚相结合进行边坡治理,可以起到很好的效果。当然也可以根据重塑荷载的大小和分布形式来设计相应的抗滑桩、挡土墙、锚杆等其它工程措施。采用应力重塑方法来分析并治理边坡是一个全新的方法,完全脱离了极限平衡法的范畴,无论在理论上还是在实际中都是可行的和正确合理的,且具有重大的意义。

全文目录

第一章绪论  12-24
  1.1 边坡工程的相关概念  12-13
    1.1.1 边坡的分类  12-13
    1.1.2 边坡的常见破坏形式  13
  1.2 国内边坡工程研究成就  13-15
  1.3 边坡稳定分析的基本理论  15-20
    1.3.1 边坡稳定分析的极限平衡方法  15-19
    1.3.2 边坡稳定分析的数值方法  19-20
  1.4 边坡治理的发展现状及其发展趋势  20-22
  1.5 问题的提出和本文的主要研究内容  22-24
第二章边坡的有限单元法原理  24-31
  2.1 有限单元法  24-26
    2.1.1 有限单元法的基本原理  24
    2.1.2 有限单元法的分析步骤  24-26
  2.2 弹性体的有限单元分析  26
  2.3 弹塑性体的有限单元分析  26-29
    2.3.1 本构方程的普通表达式  27
    2.3.2 土体的Drucker-Prager模型基本原理  27-29
  2.4 边坡工程的有限单元分析  29-31
    2.4.1 有限元中边坡破坏的依据  29
    2.4.2 有限元进行边坡稳定分析的优点  29-30
    2.4.3 有限元法分析边坡稳定性基本原理  30-31
第三章应力重塑法的基本理论  31-39
  3.1 应力重塑法的基本原理  31-34
    3.1.1 土体内一点的应力状态和抗剪强度储备  31-33
    3.1.2 开挖边坡的平面应力状态变化和抗剪强度的发挥  33-34
  3.2 边坡应力重塑法的表达公式  34
  3.3 坡面应力状态分析  34-37
    3.3.1 开挖卸载作用  34-35
    3.3.2 应力重塑作用  35-37
  3.4 应力重塑法治理滑坡  37-39
    3.4.1 应力重塑方法的原理  37
    3.4.2 应力重塑法的基本实施措施  37-39
第四章 ANSYS在边坡工程有限元数值中的模拟应用  39-48
  4.1 ANSYS程序简介  39-41
    4.1.1 有限元分析软件ANSYS简介  39
    4.1.2 ANSYS有限元软件的功能  39
    4.1.3 ANSYS有限元软件的特点  39-40
    4.1.4 ANSYS的分析流程  40-41
  4.2 ANSYS结构非线性分析功能  41-42
  4.3 ANSYS中的塑性理论介绍  42-44
  4.4 边坡实体模型在ANSYS中的建立  44-45
    4.4.1 单元选取  44-45
    4.4.2 模型建立  45
  4.5 材料及计算参数的选取  45
  4.6 有限元模型的网络划分  45-46
  4.7 加载、求解  46-48
    4.7.1 加载  46
    4.7.2 求解  46-48
第五章应力重塑方法治理边坡的有限元分析  48-63
  5.1 算例的选取及模型的计算数据  48
  5.2 单元的划分和单元的选取  48-49
  5.3 加载及求解  49-54
    5.3.1 初始应力场的加载及求解  49-51
    5.3.2 应力重塑模拟  51-54
  5.4 以不同指标来分析应力重塑方法  54-63
    5.4.1 以等效应力(VON-MISESS STRESS)作为衡量指标  54-57
    5.4.2 以 X方向位移(UX)值为衡量指标  57-60
    5.4.3 以边坡内部土体剪应力τ_(xy)为衡量指标  60-63
第六章结束语  63-65
  6.1 结论  63-64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-67

应力重塑方法在治理边坡中的应用研究

内容摘要

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