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软土边坡坡脚处基坑开挖土体稳定性分析

作 者: 罗鹏
导 师: 李凡
学 校: 合肥工业大学
专 业: 岩土工程
关键词: 有限元强度折减法 软土边坡 坡脚处基坑开挖 稳定性分析
分类号: TU447
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


目前关于边坡稳定性分析的研究已经很多,但对坡脚处基坑开挖软土边坡土体稳定性分析的研究相对较少,而在实际工程中会遇到此类问题,故对其进行研究有重要意义。土质边坡稳定性分析的方法已经相对较成熟,数值模拟分析法是边坡稳定性分析的主要方法,而其中的有限元强度折减法近几年正逐渐成为边坡稳定分析的热点。本文针对均质软土边坡坡脚处多种类型的基坑开挖,建立了理想弹塑性有限元模型,运用强度折减的基本原理,采用Mohr-Coulomb屈服准则,并利用Midas/GTS软件作为计算分析工具,主要将基坑开挖深度、宽度;基坑开挖位置;坡高、坡度、坡面几何形状对坡脚处基坑开挖软土边坡稳定性的影响进行了分析。并确定了单面和双面软土边坡处于临界失稳状态时坡脚处基坑开挖的深度。以某船闸边坡工程为例,采用Midas/GTS有限元软件和极限平衡Bishop法对坡脚处基坑开挖边坡土体稳定性进行分析,确定了边坡处于临界失稳状态时坡脚处基坑开挖的深度;由于边坡不满足基坑开挖设计深度的要求,工程采用了一定程度的削坡无支护开挖,同时对边坡深层土体水平位移展开了监测,确保了工程的安全施工,对同类工程的施工具一定的指导作用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 选题背景及意义  13-14
  1.2 边坡稳定性分析方法研究现状  14-18
    1.2.1 极限平衡法  15-16
    1.2.2 数值分析方法  16-18
  1.3 边坡稳定性设计流程  18-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第二章 边坡稳定性分析的有限元强度折减法  21-30
  2.1 有限元强度折减法  21-22
    2.1.1 安全系数的定义  21
    2.1.2 强度折减的基本原理  21-22
  2.2 有限元方法计算分析的过程  22-25
  2.3 本构模型的选取  25-26
  2.4 屈服准则  26
  2.5 边坡滑裂面的确定  26-27
  2.6 Midas/GTS 有限元软件  27-30
    2.6.1 概述  27
    2.6.2 Midas/GTS 建模的一般步骤  27
    2.6.3 非线性有限元迭代计算方法  27-30
第三章 坡脚处基坑开挖软土边坡土体稳定性分析  30-56
  3.1 软土的工程特性  30-31
  3.2 坡脚处基坑开挖软土边坡计算模型  31-32
  3.3 土质参数对边坡安全系数的影响  32-34
    3.3.1 粘聚力对边坡安全系数的影响  32-33
    3.3.2 内摩擦角对边坡安全系数的影响  33-34
  3.4 基坑开挖深度对边坡稳定性的影响  34-42
    3.4.1 基坑开挖深度对单面边坡稳定性的影响  34-38
    3.4.2 基坑开挖深度对双面边坡稳定性的影响  38-42
  3.5 基坑开挖宽度对边坡稳定性的影响  42-45
  3.6 基坑开挖位置对边坡稳定性的影响  45-47
  3.7 边坡参数对边坡稳定性的影响  47-55
    3.7.1 坡高对边坡稳定性的影响  47-50
    3.7.2 坡度对边坡稳定性的影响  50-52
    3.7.3 坡面几何形状对边坡稳定性的影响  52-55
  3.8 小结  55-56
第四章 工程实例  56-70
  4.1 工程概况  56-58
    4.1.1 地形地貌  57
    4.1.2 水文气候  57
    4.1.3 地层岩性  57-58
    4.1.4 边坡形态特征图  58
    4.1.5 岩土物理力学指标  58
  4.2 边坡计算模型  58-59
  4.3 坡脚处基坑开挖边坡稳定性分析  59-62
  4.4 边坡治理措施  62-64
    4.4.1 常用边坡治理措施  62-63
    4.4.2 削坡后坡脚处基坑开挖边坡稳定性分析  63-64
  4.5 边坡监测  64-68
    4.5.1 测斜仪  64-65
    4.5.2 监测点土体深层水平位移数据  65-67
    4.5.3 监测点土体深层水平位移曲线图  67-68
  4.6 小结  68-70
第五章 结论与展望  70-72
  5.1 结论  70-71
  5.2 展望  71-72
参考文献  72-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 各类型土与地基 > 软土与地基
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