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基于细观力学的填土路基稳定性分析
| 论文题名： | 基于细观力学的填土路基稳定性分析 |
| 关键词： | 道路交通;填土路基;边坡稳定性;细观力学 |
| 摘要： | 随着全球经济一体化的深入及十三五规划的开展实施，我国道路交通基础设施又掀起了新一轮的建设浪潮，基础设施建设及保障道路安全责任意义重大。填土路基作为路面支撑结构，其工程特性及稳定性分析是路基路面研究中的重要课题之一。 填土力学特性复杂，通常采用室内试验来进行研究，然而采用常规的手段难以从本质上分析其力学特性及损伤破坏机理。而对于填土路基稳定性分析，虽然有极限平衡法、有限元法等研究方式，但仍无法动态模拟出边坡失稳渐进破坏的整个过程。颗粒流方法作为离散元法的一种，可以把单元离散化划分，据此能弥补常规方法及有限元法的弊端，更好地对非连续性介质的实际试件模型进行模拟，进而从细观角度分析填土力学特性及微观破坏机理，并直观显示填土路基边坡失稳的动态过程。 论文围绕对填土路基边坡稳定性研究，根据颗粒离散元理论并使用离散元软件PFC对粘性填土进行力学性能试验，与室内试验进行对比验证其可靠性。建立研究路基填土的离散元分析方法体系，根据不同的模拟需求，通过FISH语言编写程序运行，并选择单元变化进行监测。 进行路基填土的力学性能试验。运用PFC2D进行三轴试验模拟，以标定虚拟试验参数并了解剪切带破坏机理。得出应力应变曲线，计算得到粘聚力c=18.1kPa，内摩擦角ψ=18.1°，并研究了颗粒微观参数对土体宏观特性的影响。对粘性填土路基进行虚拟CBR试验，对试验条件及压实进行模拟，了解CBR试验过程中细观机制，进一步得出微观参数对CBR试验结果的影响规律。 最后，建立路基边坡模型，选择离散元法下合适的边坡失稳判定依据，通过强度折减法及重力增加法两种方式进行稳定性分析，了解失稳机理。计算安全系数分别为1.39和1.67，并对比两种方法结果，探讨进一步改进试验的方法及思路。 |
| 作者： | 张斯琦 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 马涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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