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粒状体斜面破坏机理及土钉加固技术研究

作　者: 王巍
导　师: 刘斯宏
学　校: 河海大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 粒状体斜面破坏机理土钉倾角模型试验有限元法离散单元法
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

通过对边坡破坏机理以及土钉支护技术国内外研究现状的分析，了解到国内外关于边坡破坏机理已有大量研究，但真正涉及到粒状体边坡的非常少；而土钉倾角对加固效果的影响，也有许多学者进行过研究和探讨，但都忽略了土体的破坏机理与土钉工作机理的联系，未能有效地指出土钉倾角的最佳设置。本文针对以上问题，采用室内试验与数值模拟相结合的方法，对粒状体边坡破坏机理和土钉倾角问题进行研究。本文首先通过铝棒斜面模型试验并结合离散单元法的数值模拟，研究了粒状体斜面在干、湿两种状态下的破坏机理，并在此基础上，比较了土钉沿垂直于斜面方向插入与沿最小主应力σ₃方向插入哪个更为有效。为了更真实地模拟粒状体斜面的破坏过程，采用天然河砂为试样，同样模拟干、湿两种状态下的斜面，并通过观察斜面的破坏形态，量测斜面的破坏角度以及斜坡内部土体的位移场，来研究粒状体斜面的破坏机理以及土钉角度变化对斜面支护效果的影响。同时试验还得出土钉的加固效果不仅与土钉倾角有关，还与土钉的间距、长度有关。最后，采用平面有限元对粒状体斜面进行分析，将试验结果与计算结果进行对比，验证有限元计算的可行性，并对斜坡内土体的主应力方向及土钉轴力的分布规律进行分析，从数值解析方面进一步说明土钉倾角的变化对斜面支护效果的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-22
  1.1 问题的提出  8-10
  1.2 国内外的研究现状  10-20
  1.3 本文研究的主要内容  20-22
第二章粒状体材料边坡稳定的铝棒模型试验研究与离散单元法数值分析  22-38
  2.1 铝棒模型试验  22-27
  2.2 离散单元法的数值模拟  27-34
  2.3 基于破坏机理的土钉加固斜面方法探讨  34-37
  2.4 小结  37-38
第三章砂土斜面模型试验研究  38-51
  3.1 试验装置及试样  38-39
  3.2 试验方案  39-41
  3.3 试验方法与步骤  41-42
  3.4 试验结果与分析  42-50
  3.5 小结  50-51
第四章粒状体斜面有限元分析  51-70
  4.1 ADINA 有限元软件简介  51-53
  4.2 有限元模型的建立  53-59
  4.3 粒状体斜面破坏的模拟  59-61
  4.4 有限元数值分析  61-69
  4.5 小结  69-70
第五章总结与展望  70-73
  5.1 总结  70-71
  5.2 展望  71-73
参考文献  73-78
致谢  78

粒状体斜面破坏机理及土钉加固技术研究

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