粗粒土邊坡的塑性帶發(fā)展過程模擬和穩(wěn)定性研究.pdf

1、土體的失穩(wěn)破壞過程與塑性帶的擴(kuò)展密切關(guān)聯(lián)，對于塑性帶擴(kuò)展過程的數(shù)值模擬和試驗研究將有利于推進(jìn)對土坡漸進(jìn)破壞的理解和描述，對該方面的研究將對進(jìn)一步深刻揭示邊坡失穩(wěn)過程有著重要意義和影響。本文針對粗粒土邊坡開展了邊坡在極限狀態(tài)下土中塑性帶發(fā)展變化的模型試驗和數(shù)值模擬，研究粗粒土邊坡的失穩(wěn)規(guī)律，并在此基礎(chǔ)之上對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析研究，研究的結(jié)論如下:
　　(1)通過自制的模型槽對粗粒土邊坡中塑性帶的發(fā)展過程開展了試驗研究。在試驗過程中

2、，對極限狀態(tài)下邊坡整體滑動形式和關(guān)鍵點的位移變化進(jìn)行了實時記錄，并通過預(yù)埋應(yīng)力盒和植入特制金屬絲等手段對塑性帶內(nèi)外土中的應(yīng)力、應(yīng)變的變化情況以及塑性帶的寬度進(jìn)行了有效的監(jiān)測和數(shù)據(jù)的采集，以此來揭示塑性帶所存在的一些特性，即塑性帶的發(fā)展過程是一種漸進(jìn)式的，其發(fā)展起始于應(yīng)力應(yīng)變曲線的峰值之前，形成于峰值之后；同時得到邊坡在失穩(wěn)破壞時的滑動形式是由直線段和圓弧段相結(jié)合的混合型破壞模式。
　　(2)針對影響塑性帶的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)合

3、試驗和有限元分析開展了土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、土體重度以及試樣顆粒粒徑的變化對塑性帶寬度和位置形態(tài)影響的數(shù)值分析，獲得了土體強(qiáng)度參數(shù)對塑性帶位置形態(tài)和寬度等特征的影響，進(jìn)一步得知塑性帶范圍變化的同時對邊坡破壞時的滑動形狀也有一定的影響；而且塑性帶的觸發(fā)時間、寬度與土樣的粒徑相關(guān)，顆粒粒徑越小，塑性帶的觸發(fā)時間越早，測量所得的塑性帶寬度越小。
　　(3)結(jié)合極限平衡嚴(yán)密解法和有限元強(qiáng)度折減法開展了對塑性帶數(shù)值模擬的對比研究，以土體極限