基于统一强度理论的强度折减法研究

论文摘要

采用强度折减法的边坡稳定性分析问题时,常用的莫尔库伦准则没有考虑中间主应力σ2对岩土体材料强度的影响,使得稳定性系数的计算偏于安全,没有完全发挥边坡的强度储备,统一强度理论通过中间主应力影响参数b的影响,能够考虑中间主应力σ2对岩土体材料强度的影响,但是目前针对统一强度理论的强度折减法研究不够系统,相关成果不完善。本文基于FLAC3D软件的有限差分方法,推导了以黏聚力c0、内摩擦角φ0和以单轴抗拉伸强度σt、单轴抗压缩强度σc表示的有限差分统一弹塑性本构模型的计算格式。在visual studio 2010中使用c++语言编写相应的dll文件并载入到FLAC3D中,与莫尔库伦本构模型进行初步验证。讨论了边界条件和边坡规模对边坡稳定性的影响,针对统一强度理论两种不同表现形式的本构模型,采用4种折减方案对c0、φ0和σt、σc以及中间主应力影响参数b分别进行折减计算边坡稳定性系数,对4种折减方案的稳定性计算结果进行了对比。通过最大剪应变增量、x方向最大位移、塑性区的发展范围等研究了在相同折减系数时中间主应力影响参数b的强度效应。把双参数强度折减法与强度折减方案（1）结合,研究强度参数折减比R与中间主应力影响参数b对综合稳定性系数、边坡潜在滑动面的影响。结果表明:取边坡y方向宽度60m,固定y方向侧边界的边界约束条件更为合理。对c0、φ0进行同步折减更接近莫尔库伦准则,对σt、σc同步折减时计算稳定性系数结果偏大,滑动面形态与莫尔库仑准则相差较大,中间主应力影响参数b是否应当同步折减尚需要进一步研究。中间主应力影响参数b值得提高增大了岩土体材料的内在强度,使得边坡更难以发生破坏,最大剪应变、x方向最大位移的数值和塑性区的范围随b值增加而减小。双参数强度折减法中,b值越大折减路径的选择范围更广;折减比R增加,边坡滑动面加深,向坡体内部发展,综合稳定性系数随之增加。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 前言
•   1.2 强度折减法研究现状及其研究趋势
•     1.2.1 强度折减法研究现状
•     1.2.2 强度折减法研究趋势
•   1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 统一弹塑性本构模型的开发及验证
•   2.1 统一强度理论
•   2.2 统一弹塑性本构模型
•     2.2.1 弹性增量法则
•     2.2.2 塑性势函数与塑性修正
•   2.3 统一弹塑性本构模型在FLAC3D中开发
•     2.3.1 FLAC3D中本构模型的开发
•     2.3.2 具体编译过程
•   2.4 本构模型验证
•   2.5 小结
• 第三章 统一强度理论强度折减法
•   3.1 边坡模型的构建
•   3.2 折减方案讨论
•     3.2.1 折减方案（1）、（2）对比
•     3.2.2 折减方案（3）、（4）对比
•   3.3 潜在滑动面对比
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 第四章 边坡的变形破坏规律及b值的强度效应
•   4.1 中间主应力影响参数b值对不同折减方案计算结果的影响
•   4.2 折减系数变化与边坡破坏规律研究
•   4.3 中间主应力影响参数b值对折减系数K的影响
•   4.4 中间主应力影响参数b值对塑性区的影响
•   4.5 小结
• 第五章 统一强度理论双参数强度折减法
•   5.1 双参数强度折减法简介
•   5.2 折减路径的选择
•   5.3 综合稳定系数
•   5.4 双参数强度折减对边坡滑动面的影响
•   5.5 对双参数强度折减法计算结果的讨论
•     5.5.1 折减比R的选取范围
•     5.5.2 临界状态滑动面的讨论
•   5.6 小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈子玉

导师: 宋彦辉

关键词: 强度折减法,统一强度理论,稳定性系数

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 长安大学

分类号: TU43

总页数: 79

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