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高桥台锥型护坡的土体稳定性分析

作　者: 刘高喜
导　师: 饶为国
学　校: 河南工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 锥型护坡稳定性有限元强度折减法
分类号: U417.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要

基础设施建设在发展国民经济和提高人民生活水平中起着关键作用，而公路和桥梁建设又在基础设施建设中扮演着重要角色，公路和桥梁虽然给人们的生活提供了极大的便捷，但是它的后期病害也是人们非常重视的问题，桥头跳车就是一个常见的路桥工程后期病害。桥台锥型护坡的稳定性是桥头跳车病害的一个重要影响因素，锥型护坡土体的稳定性决定着锥型护坡的稳定，本论文抓住这个主要矛盾，以锥型护坡土体的稳定性为研究对象，开展研究工作。本文依托郑州市重点工程——郑少高速公路郑州市区航海路连接线新建工程中的贾鲁河大桥。首先介绍了锥坡工程地质状况，总结了边坡土体稳定性分析方法及发展趋势；分析了影响锥坡土体稳定性的内部和外部因素；选取锥坡土样做室内土工试验并得出土体参数，然后利用有限元强度折减法，建立锥坡三维有限元模型，模拟分析锥坡土体的稳定性，对土体稳定性安全系数的影响因素进行了分析；最后介绍了锥坡土体失稳破坏形式，基于施工对土体稳定性的影响问题，提出了保持土体稳定的若干方法。通过以上理论和试验研究工作，发现：1、利用有限元强度折减法分析锥坡土体稳定性，是有效的。2、锥坡土体性质及形态参数中，锥坡形态中的坡高和坡角越小，土体稳定性安全系数越高；锥坡土体参数中的容重越小，粘聚力和内摩擦角越大，土体稳定性安全系数越高，而弹性模量和泊松比变大或变小，土体稳定性安全系数基本无变化。3、有限元计算过程中，锥坡模型网格划分越密，安全系数计算精度越高；当边界条件选为坡角到左端边界的距离和坡顶到右端边界的距离为坡高的某一倍数时，安全系数计算精度较高。4、锥坡土体的综合防护法总体效益优于单一的植被防护法和工程防护法。5、锥坡施工过程中，土体材料要选择强度高、性能稳定、透水性好的土料；土体压实度越大，安全系数越高；新型削坡成型压实方法，可使土体达到较佳压实效果。以上基本结论，可对路桥工程中高桥台锥坡土体的设计、施工、养护等工作，提供有益的借鉴。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题背景  11
  1.2 论文研究的目的及意义  11-13
  1.3 边坡土体稳定性分析国内外研究现状  13-14
  1.4 论文的研究内容  14-15
  1.5 研究方法及技术路线  15-17
第二章锥坡工程地质状况分析与室内土工试验  17-27
  2.1 锥坡工程地质状况分析  17-20
    2.1.1 工程背景  17
    2.1.2 工程水文地质概况  17-18
    2.1.3 岩土工程评价及地震地质状况  18-19
    2.1.4 桥台锥坡介绍  19-20
  2.2 室内土工试验  20-26
    2.2.1 土的三大物理性试验  20-21
    2.2.2 土的颗粒分析试验和界限含水率试验  21-23
    2.2.3 土的渗透试验  23
    2.2.4 土的击实试验  23
    2.2.5 土的直剪试验  23-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章锥坡土体稳定性分析理论  27-36
  3.1 边坡土体稳定性分析方法  27-33
    3.1.1 定性分析法  27-29
    3.1.2 定量分析法  29-31
    3.1.3 不确定性分析法  31-32
    3.1.4 其它分析法  32
    3.1.5 土体稳定性分析方法探讨  32-33
  3.2 边坡土体稳定性影响因素  33-35
    3.2.1 内部因素  33-34
    3.2.2 外部因素  34-35
    3.2.3 土体稳定性影响因素探讨  35
  3.3 本章小结  35-36
第四章锥坡土体稳定性分析的有限元强度折减法  36-52
  4.1 有限元理论介绍  36-38
    4.1.1 有限元法的求解步骤  36-37
    4.1.2 有限元解的收敛性  37
    4.1.3 有限元法的优势  37-38
  4.2 有限元分析土体稳定性中的几个问题  38-40
    4.2.1 土体本构模型的选取  38-39
    4.2.2 破坏准则的选取  39
    4.2.3 屈服准则的选取  39-40
    4.2.4 流动法则的选取  40
    4.2.5 有限元分析中对土体材料的几个假定  40
  4.3 有限元强度折减法分析锥坡土体稳定性  40-44
    4.3.1 有限元强度折减法安全系数的定义  40-41
    4.3.2 有限元强度折减法的土体失稳判据  41
    4.3.3 有限元强度折减法的分析步骤  41
    4.3.4 有限元强度折减法工程实例分析  41-44
  4.4 锥坡土体稳定性安全系数的影响因素  44-51
    4.4.1 锥坡形态对土体稳定性安全系数的影响  45-46
    4.4.2 锥坡土体参数对土体稳定性安全系数的影响  46-50
    4.4.3 有限元计算精度对土体稳定性安全系数的影响  50-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章锥坡土体的防护问题  52-63
  5.1 锥坡土体失稳破坏形式  52-53
  5.2 锥坡土体防护方法  53-57
    5.2.1 植被防护法  53-55
    5.2.2 工程防护法  55
    5.2.3 综合防护法  55-57
  5.3 锥坡土体的施工问题  57-62
    5.3.1 锥坡土体材料的选取  59-60
    5.3.2 锥坡土体压实施工中的影响因素  60-61
    5.3.3 锥坡土体新压实施工方法  61
    5.3.4 锥坡土体施工中的几个有益建议  61-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章结论与展望  63-65
  6.1 结论  63-64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
个人简历  70

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