基于上限离散机构的边坡地震稳定性研究

论文摘要

边坡稳定性分析是岩土工程领域的经典问题之一,科学评估复杂边坡在地震作用下的稳定性,是工程师和研究人员重点关注的课题。本文基于空间离散的思想,提出了非均质多级边坡、裂缝边坡的上限离散破坏机构以及适用于拟动力分析的离散方法,以便用于研究地震力对边坡安全稳定性的影响。该方法在保证计算结果准确的基础上,避免了冗长的推导和复杂的积分计算,能够快速有效的完成复杂边坡的地震稳定性分析,为该领域研究提供了全新的思路和有效的方法。本文的具体研究内容如下:(1)基于相关联流动法则,采用“点到点”的方式生成非均质多级边坡的离散破坏机构,推导求解边坡的外力功率和内能耗散。利用MATLAB编写程序,优化边坡安全系数以及相应的临界滑动面,并与已有研究成果及数值模拟结果进行对比验证。(2)基于拟动力方法进行非均质边坡在地震荷载作用下的稳定性研究。离散并推导地震力做功公式,利用强度折减法和二分法,优化求解出非均质边坡在地震作用下的安全系数。对比拟动力法和拟静力法应用于地震稳定性研究时的差异,并对地震相关参数进行讨论。(3)提出非均质裂缝边坡的离散机构,推导求解常见三种裂缝边坡的外力功率和内能耗散,并优化安全系数及相应临界滑动面。通过与已有研究成果的对比,验证本机构的准确性和实用性。基于拟动力方法对非均质裂缝边坡进行地震稳定性分析,并针对实际工程提出相关建议。(4)结合广西省南盘江天生桥滑坡,基于现场实测的边坡土体物理参数以及几何形状,采用上限离散机构对该滑坡进行讨论,并与已有研究成果进行对比。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 复杂边坡稳定性分析研究现状
•     1.2.2 边坡地震稳定性分析研究现状
•     1.2.3 裂缝边坡稳定性分析研究现状
•   1.3 本文主要研究内容及创新点
• 第二章 复杂边坡上限离散机构验证
•   2.1 概述
•   2.2 简单非均质边坡离散机构分析
•     2.2.1 上限分析离散机构生成原理
•     2.2.2 能耗计算
•   2.3 复杂边坡离散机构上限分析
•     2.3.1 复杂边坡离散机构生成
•     2.3.2 能耗计算
•     2.3.3 安全系数优化
•   2.4 计算对比与分析
•     2.4.1 非均质边坡
•     2.4.2 多级边坡
•     2.4.3 分层多级边坡
•   2.5 本章小结
• 第三章 非均质边坡地震稳定性分析
•   3.1 概述
•   3.2 拟动力分析
•     3.2.1 基本假设
•     3.2.2 地震加速度
•     3.2.3 能耗计算
•     3.2.4 对比验证
•   3.3 拟静力分析
•     3.3.1 方法介绍
•     3.3.2 能耗计算
•     3.3.3 对比验证
•   3.4 分析讨论
•     3.4.1 拟动力与拟静力方法对比
•     3.4.2 拟动力参数分析
•     3.4.3 非均质参数分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 非均质裂缝边坡的拟动力分析研究
•   4.1 概述
•   4.2 非均质裂缝边坡地震稳定性分析
•     4.2.1 基本假设
•     4.2.2 裂缝边坡破坏机构
•     4.2.3 能耗计算
•   4.3 对比与讨论
•     4.3.1 对比验证
•     4.3.2 裂缝分析
•   4.4 参数分析
•     4.4.1 裂缝在地震过程中生成
•     4.4.2 裂缝深度已知
•     4.4.3 裂缝位置已知
•   4.5 本章小结
• 第五章 工程应用分析
•   5.1 天生桥滑坡概况
•     5.1.1 工程地质条件
•     5.1.2 水文地质条件
•   5.2 岩土物理力学指标
•   5.3 边坡稳定性分析结果
•   5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 本文研究成果总结
•   6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张亭亭

导师: 侯超群

关键词: 离散机构,上限分析,非均质多级边坡,裂缝边坡,拟动力方法

来源: 合肥工业大学

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: 合肥工业大学

分类号: TU43

DOI: 10.27101/d.cnki.ghfgu.2019.000442

总页数: 86

文件大小: 4438K

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