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巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性有限元分析及監(jiān)測方法研究

時(shí)間:2010-05-25 18:07來源: 作者:蔣華   點(diǎn)擊:
巖質(zhì)邊坡 有限元 穩(wěn)定性分析 監(jiān)測
  【摘要】: 邊坡失穩(wěn)造成的崩、滑、流同地震和火山并列成為全球三大地質(zhì)災(zāi)害之一。尤其是近幾年來,采礦、水利、交通和建筑等工程更加蓬勃發(fā)展,所形成的礦山邊坡、大壩壩肩邊坡、水庫庫岸邊坡、鐵路和公路的道路邊坡等規(guī)模之大、數(shù)量之多、環(huán)境之復(fù)雜、地質(zhì)條件之復(fù)雜均是空前的,由此巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性問題的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)。本文對這一問題開展了研究,具體為: 1)在綜合分析研究巖體邊坡變形破壞形式及其影響因素的基礎(chǔ)上,借助有限單元法的基本原理,通過對復(fù)雜結(jié)構(gòu)巖體不同部分的摸擬及通過建立概化地質(zhì)模型、對巖體強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行適度折減,實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)巖體高邊坡應(yīng)力、位移的計(jì)算,實(shí)現(xiàn)對邊坡穩(wěn)定程度的精確分析,從而指導(dǎo)工程實(shí)踐。; 2)作為對模型、方法的應(yīng)用,本文對柴石灘水庫溢洪道高邊坡在削坡前、后兩種工況下的單元應(yīng)力、應(yīng)變、穩(wěn)定系數(shù)及結(jié)點(diǎn)位移進(jìn)行了計(jì)算,并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)分析,分析比較了該邊坡在兩種工況下應(yīng)力、穩(wěn)定系數(shù)的差異,得出了邊坡在該兩種工況下均不穩(wěn)定、需要進(jìn)行綜合加固的結(jié)論以及邊坡分級削坡、級間設(shè)平臺這一工程措施有利于邊坡圍巖應(yīng)力重新分布、從而提高邊坡穩(wěn)定程度的結(jié)論。; 3)在對巖質(zhì)邊坡監(jiān)測的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)之上,對該邊坡的監(jiān)測提出了一些建議。 【關(guān)鍵詞】:巖質(zhì)邊坡 有限元 穩(wěn)定性分析 監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2006
【分類號】:TU457
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2007.170794
【目錄】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-5
  • 目錄5-7
  • 第一章 緒論7-17
  • 1.1 問題的提出7-9
  • 1.2 邊坡變形破壞機(jī)理和類型9-10
  • 1.2.1 巖質(zhì)邊坡變形與破壞特征9-10
  • 1.2.2 邊坡變形破壞的分類10
  • 1.3 影響邊坡穩(wěn)定的主要因素10-11
  • 1.4 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析研究進(jìn)展11-16
  • 1.4.1 巖體參數(shù)及計(jì)算模型11-12
  • 1.4.2 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法12-16
  • 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容16-17
  • 第二章 參數(shù)、模型與方法的選擇17-25
  • 2.1 巖體的強(qiáng)度17-19
  • 2.1.1 巖體的抗剪強(qiáng)度17-18
  • 2.1.2 巖體力學(xué)參數(shù)研究方法評述18-19
  • 2.2 巖體介質(zhì)的力學(xué)模型19-21
  • 2.3 邊坡穩(wěn)定分析研究方法21-23
  • 2.4 本課題選用的模型與方法23-25
  • 第三章 巖體邊坡穩(wěn)定分析的有限元法25-34
  • 3.1 有限單元法原理25-30
  • 3.1.1 物理方程及幾何方程25-26
  • 3.1.2 位移模式26-27
  • 3.1.3 單元應(yīng)力矩陣和剛度矩陣27-29
  • 3.1.4 結(jié)點(diǎn)平衡方程及整體平衡方程29-30
  • 3.1.5 編碼法求整體剛度矩陣30
  • 3.2 巖體構(gòu)造摸擬30-31
  • 3.3 程序31-32
  • 3.3.1 程序特點(diǎn)31
  • 3.3.2 程序框圖31-32
  • 3.3.3 子程序功能說明32
  • 3.4 計(jì)算范圍、邊界條件和單元類型的選取問題32-34
  • 第四章 工程實(shí)例及結(jié)果分析34-60
  • 4.1 工程概況34-41
  • 4.1.1 柴石灘水庫溢洪道高邊坡概況34
  • 4.1.2 典型剖面選取34-36
  • 4.1.3 單元?jiǎng)澐?/span>36-37
  • 4.1.4 參數(shù)選取37-40
  • 4.1.5 邊界條件及摸擬40-41
  • 4.2 計(jì)算結(jié)果及分析41-58
  • 4.2.1 坐標(biāo)系及結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)41-42
  • 4.2.2 應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算成果42-57
  • 4.2.3 成果分析57-58
  • 4.3 結(jié)論58-60
  • 第五章 高陡巖質(zhì)邊坡監(jiān)測方法的研究60-73
  • 5.1 監(jiān)測的設(shè)計(jì)原則61-62
  • 5.2 監(jiān)測內(nèi)容與方法62-66
  • 5.2.1 施工期的邊坡工程問題62-63
  • 5.2.2 監(jiān)測內(nèi)容63
  • 5.2.3 監(jiān)測方法63-66
  • 5.3 柴石灘水庫溢洪道高邊坡監(jiān)測的建議66-73
  • 5.3.1 監(jiān)測內(nèi)容和方法66-67
  • 5.3.2 儀器清單(表5.1)67
  • 5.3.3 監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)67-68
  • 5.3.4 水平和垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的建立68-70
  • 5.3.5 監(jiān)測網(wǎng)的施工工序和儀器埋設(shè)(圖5.2)70
  • 5.3.6 監(jiān)測周期70-71
  • 5.3.7 應(yīng)提交的數(shù)據(jù)與圖件71-72
  • 5.3.8 信息反饋制度72
  • 5.3.9 監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)布置技術(shù)要求72-73
  • 結(jié)語73-74
  • 參考文獻(xiàn)74-80
  • 附錄:平面三角形有限元程序清單80-89
  • 致謝89-90
  • 攻讀碩士期間發(fā)表論文和設(shè)計(jì)工作情況90
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