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考虑格栅反包的加筋膨胀土边坡稳定性数值模拟分析
| 论文题名： | 考虑格栅反包的加筋膨胀土边坡稳定性数值模拟分析 |
| 关键词： | 道路工程;加筋膨胀土;边坡稳定性;格栅反包;数值模拟 |
| 摘要： | 柔性支护是目前治理膨胀土边坡坍滑破坏最为有效且经济环保的技术措施，自2004年创立以来已获得推广应用，但其设计理论、分析计算方法及加筋作用机理等方面的研究还有待深入。结合南宁外环膨胀土路段柔性支护的修筑实践，本文开展考虑格栅反包的加筋膨胀土边坡稳定性数值模拟分析。 首先，从分析路段的地理地质特征入手，选取南宁膨胀土的典型土样，分别进行天然状态及饱和状态下的室内固结快剪、膨胀力和固结等试验研究，为分析获取数值模拟所需的弹性与强度参数提供了基础数据。 其次，基于物体温度变化产生的热效应与膨胀土吸湿后的膨胀效应相似性，运用FLAC3D中热-力学耦合分析模块，用温度场等效湿度场模拟膨胀力试验，获得为分析吸湿膨胀所需的变形参数—膨胀系数；针对FLAC3D内嵌强度折减法的缺陷，用FISH语句对其进行改进，使边坡稳定分析的精度得以提高并缩减了分析计算时间。 接着，采用FLAC3D模拟边坡逐层开挖过程，获得其中坡体内部的应力应变，并用改进强度折减法分析其稳定性；探讨了坡率对堑坡应力变形及稳定性的影响，得到稳定系数与坡高及坡率的关系，从而确定最佳开挖坡率；再次用FLAC3D中热-力学耦合分析，研究干湿循环显著影响区内土体在吸湿膨胀、软化效应下的应力变形特点。 最后，针对柔性支护由分层摊铺格栅后反包连接、填筑并压实膨胀土形成整体的结构特点，借助FLAC3D土工格栅结构单元，建立了符合实际的膨胀土边坡模型；分析并获得了干湿循环显著影响区内土体吸湿后，反包加筋坡体内部的应力变形及广义塑性应变的发展规律；对比未经处治的边坡并结合土体内筋材的受力变形特点，同时与未反包加筋坡体进行比较，分析论证了新近提出的柔性支护处治膨胀土堑坡为“框箍”作用机理的科学与合理性。 |
| 作者： | 程斌 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨和平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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