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基于FLAC3D的公路边坡分级柔性支护数值模拟研究
| 论文题名： | 基于FLAC3D的公路边坡分级柔性支护数值模拟研究 |
| 关键词： | 分级支护;公路边坡;框架预应力锚杆;快速拉格朗日差分软件;安全系数;位移控制 |
| 摘要： | 近年来，随着我国经济的持续增长，以及西部大开发政策的不断深入，公路交通建设日新月异。与此同时，公路边坡的安全问题却令人担忧，边坡失稳引起的灾害逐年增加，造成的人员伤亡和财产损失不可估量。传统的边坡刚性支挡结构如重力式挡土墙、衡重式挡土墙以及薄臂式挡土墙等在工程实践中逐渐暴露出了缺点与不足。因此，对公路边坡防护与治理的新方法、新技术的探讨，已成为比以往任何时候更重要更迫切的研究课题。 作为新型的柔性支挡结构，土钉墙与框架预应力锚杆克服了传统边坡支护结构笨重、造价高、稳定性差、支护高度受限等缺点，在高等级公路的边坡支护工程中得到了广泛应用。同时，在近几年的边坡加固设计中，有将土钉与框架预应力锚杆相结合，采用分级组合支护的趋势，既获得经济合理的支护方案，又提高边坡加固的安全性。但由于两种支护结构同时作用于边坡，在进行理论计算时，结构受力复杂，分析难度较大，导致研究工作相对工程实践较为滞后，而采用有限差分程序，通过对支护结构的数值模拟，可以得到较为真实准确的求解，成为目前常用且行之有效的研究方法。 为了探讨土钉与框架预应力锚杆分级支护边坡的锚固效果及其协同工作性能，本文采用快速拉格朗日差分软件FLAC3D，对兰州某边坡进行分级柔性支护数值模拟研究。具体内容包括： (1)介绍了FLAC3D的基本特点及计算原理，对FLAC3D中的模型建立及结构单元的选用进行了详细介绍，论述了其对支护结构性能模拟的可行性，并运用FLAC3D软件对一个实际工程建立三维数值模型； (2)考虑分级支护施工顺序，对比分析了边坡支护前后的塑性破坏发展趋势、安全系数变化规律、水平位移以及竖向沉降变化情况，研究了土钉与预应力锚杆的轴力分布规律，探讨了预应力锚杆所施加预应力在支护过程中的损耗情况； (3)依据塑性区分布情况、最大剪切应变增量云图以及土钉与预应力锚杆的轴力最大点连线总结得出了边坡潜在滑移面的位置。 最后，得出了一些有意义的结论，对此类工程设计提供一定的参考和建议。 |
| 作者： | 王立文 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱彦鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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