土工數(shù)值方法分析加筋邊坡等土體穩(wěn)定問題的研究.pdf

1、土坡穩(wěn)定分析是土力學(xué)的經(jīng)典課題。建立在極限平衡理論基礎(chǔ)上的極限平衡法是工程上最早采用和最廣泛應(yīng)用的穩(wěn)定性分析方法，人們對之已積累了豐富可靠的經(jīng)驗，但這一方面也存在需要進一步研究和完善的問題。目前隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的擴大，經(jīng)常要在軟土地基上修筑路堤。排水固結(jié)法和土工格柵加筋是處理堤壩軟基的行之有效的方法。但目前土工合成材料加筋加固的機理還不十分明確，理論研究仍落后于工程實踐。 本文嚴(yán)格按照工程力學(xué)概念和土體極限平衡原理，推導(dǎo)了土

2、體破壞時滿足靜力平衡條件和土體屈服條件的力的平衡方程和力矩平衡方程，進而討論了極限平衡問題的解題方法。給出了均質(zhì)土坡穩(wěn)定、加筋邊坡和地基破壞的承載力計算公式的一般分析方法。對于對數(shù)螺旋型滑動面，驗證了安全系數(shù)的精確計算公式。給出了土體應(yīng)力場破壞的力學(xué)概念并推導(dǎo)了方程式，并運用水平條分法和平面—對數(shù)螺旋面組合滑動面討論了土壓力計算。 由于極限平衡理論在分析土體穩(wěn)定問題時假設(shè)土體為剛性體或剛塑性體，不能給出土體的變形。本文又采用彈塑

3、性有限元方法對一加筋路堤進行分析，土體采用Mohr-Coulomb模型，土工格柵采用彈性模型，看作是一種不能受壓只能受拉且抗彎剛度為零的柔性材料，并在土與加筋材料的接觸面處設(shè)置了接觸面單元，以模擬土與加筋材料的相互作用特性。通過對比路堤在加筋和不加筋兩種情況下的沉降大小、不均勻沉降的分布、側(cè)向位移以及土體中的應(yīng)力水平，指出了加筋能夠減小路堤的沉降量、不均勻沉降和側(cè)向位移，提高整體穩(wěn)定性，減少路堤的變形發(fā)展。并分析討論了筋材的模量和土與土