考慮滲流及施工影響的邊坡穩(wěn)定有限元數(shù)值分析.pdf

1、摘要論文題目：考慮滲流及施工影響的邊坡穩(wěn)定有限元數(shù)值分析學(xué)科名稱：水工結(jié)構(gòu)工程作者姓名：張建指導(dǎo)教師：柴軍瑞教授摘要簽名：簽名：不論是山體滑坡、崩塌及泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害，還是人類對邊坡的改造活動引起的邊坡失穩(wěn)破壞，都會對社會發(fā)展、生命安全及經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)造成巨大的損失。在影響邊坡穩(wěn)定性的外在因素中，地下水滲流和開挖擾動無疑是主要因素，而非穩(wěn)定滲流和強(qiáng)降雨則更是邊坡失穩(wěn)的重要誘因。當(dāng)邊坡穩(wěn)定性較差時，為保證生命財產(chǎn)安全和生產(chǎn)的順利進(jìn)行，就必須

2、對邊坡進(jìn)行加固。因此，有必要對外在因素影響下邊坡的穩(wěn)定性及加固措施進(jìn)行研究，防止發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞，以避免或減少不必要的損失。結(jié)合理論分析和數(shù)值模擬等方法研究分析地下水滲流、降雨入滲、邊坡開挖以及隧道掘進(jìn)等外在因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，并根據(jù)邊坡的應(yīng)力場和變形情況設(shè)計了支護(hù)加固方案。首先，詳細(xì)介紹了國內(nèi)外非穩(wěn)定滲流及隧道開挖影響下邊坡穩(wěn)定的研究現(xiàn)狀；系統(tǒng)地總結(jié)了邊坡穩(wěn)定性研究的各種方法，重點(diǎn)介紹了極限平衡法和數(shù)值模擬方法。介紹了有限單元法在

3、邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用，通過算例驗(yàn)證了強(qiáng)度折減法和重度增加法在邊坡穩(wěn)定計算中的合理性和可靠性。基于計算結(jié)果，分析了影響計算精度的各種因素，繪制了各影響因子與穩(wěn)定性安全系數(shù)之間的關(guān)系曲線圖。探討了非穩(wěn)定滲流的基本理論和變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，采用有限元法模擬了庫水位以不同速度上升和下降、遭遇降雨的某土石壩的非穩(wěn)定滲流場，認(rèn)為僅以坳礦值來判定庫水位上升和下降速度的快慢是很粗略的，應(yīng)通過數(shù)值計算來確定。重點(diǎn)研究了壩坡穩(wěn)定性對庫水位上升、降落速度及

4、降雨入滲時間的動態(tài)響應(yīng)。根據(jù)計算結(jié)果，給出了該工程庫水上升和降落速度的建議值?；谟邢拊浖嗀DINA，采用溫度分析模塊模擬了某水電站樞紐區(qū)的滲流場；采用單元生死技術(shù)對引水洞進(jìn)口邊坡開挖、引水隧洞掘進(jìn)和襯砌進(jìn)行全真模擬，分析了邊坡處于不同施工階段的變形、應(yīng)力、屈服破壞情況。根據(jù)計算結(jié)果，提出了支護(hù)建議并對加固措施的有效性進(jìn)行驗(yàn)證；同時，對特征斷面進(jìn)行變模量強(qiáng)度折減，得到邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。計算結(jié)果表明：所給支護(hù)措施是合理的；與淺埋偏壓隧道