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框架预应力锚杆加固边坡地震动稳定性分析
| 论文题名： | 框架预应力锚杆加固边坡地震动稳定性分析 |
| 关键词： | 地震作用;土质边坡;框架预应力锚杆;地震动稳定性;支护结构 |
| 摘要： | 框架预应力锚杆支护结构是我国西北地区应用最广泛的支护形式之一，且由其加固的边坡工程大多处于地震扰动区，地震引起边坡的严重变形、甚至滑塌会严重威胁人民生命及财产安全，因此，进行框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性分析具有重要的现实意义。本文采用拟静力法、位移反分析法以及强度折减法，对框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性、变形及二者间的关系进行了研究，主要完成了以下的科研工作： （1）基于极限平衡理论，假设边坡潜在滑面为圆弧形，建立了考虑锚杆预应力的框架锚杆加固边坡地震动稳定性分析模型。模型中将预应力等效为沿坡面切向及法向的均布力，通过计算均布力产生的附加应力，进行边坡稳定性分析；在此基础上，建立潜在滑面的圆心坐标与安全系数之间的函数关系，借助MATLAB中的优化算法工具箱，动态搜索圆心所在的可能位置区域，得到边坡的最小安全系数。最后，结合某实际边坡工程进行计算，并与有限元结果进行对比分析。 （2）采用位移反分析法，反演优化边坡土体力学参数，由均匀试验设计获取反分析样本，利用PSO-BP神经网络算法进行网络训练，将反演后的土体力学参数分别代入安全系数解析式和PLAXIS3D有限元软件中，求解不同峰值加速度下边坡的安全系数及位移，通过非线性拟合法建立二者之间的关系式，由此得到边坡处于极限状态下坡顶、坡腰及坡脚的位移允许值，通过对比边坡实际发生的位移与位移允许值的大小关系，分析边坡的稳定性。 （3）结合某边坡加固工程实例，采用强度折减法揭示地震作用下框架预应力锚杆加固边坡潜在滑面的形状、位置及滑移范围，计算边坡的安全系数，同时得到了边坡坡面的变形规律，综合三种边坡失稳判据，通过观察坡面的变形进行边坡稳定性分析。最后，通过改变锚杆间距与预应力、水平地震峰值加速度与竖向地震作用强度的大小，利用软件PLAXIS3D进行框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性及变形的有限元参数分析。 |
| 作者： | 王颖 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 叶帅华;陈长流 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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