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基于扰动状态理论的隧道洞口段岩质边坡稳定性分析研究
| 论文题名： | 基于扰动状态理论的隧道洞口段岩质边坡稳定性分析研究 |
| 关键词： | 扰动状态理论;隧道洞口;岩质边坡;稳定性分析 |
| 摘要： | 岩质边坡稳定性分析是岩土工程中的一项重要工作。近年来,国民经济的发展促进了水利、铁路、公路及城市基础设施的大力兴建,出现了大量的岩质边坡工程,为减少和防止各种边坡事故的发生,有必要加强边坡稳定性分析方面的研究工作。 本文对岩质边坡稳定性的研究现状进行了回顾,分析了影响边坡稳定性的基本因素,讨论了岩体边坡的破坏机理和破坏模式,提出了在隧道洞口段岩质边坡常见的几种破坏模式,并参考大量的资料、文献结合实际情况分析了隧道洞口段边坡的特殊性；为了反映岩体微观结构的扰动,更好的通过本构关系描述边坡扰动岩体的变形特征,引入了扰动状态理论,定义了表征岩体内部扰动的扰动状态函数；详细介绍了扰动状态理论的发展概况和基本原理,强调了其“平均化”思想,总结了扰动状态理论的研究方法及其解决实际工程问题的方法步骤,提出了基于扰动状态理论的边坡稳定性分析方法。将扰动状态理论与其它方法对比分析,得出其特点及其用于分析边坡稳定性的适用性和优越性。扰动状态概念不仅具有丰富的理论内涵,而且具有较高的工程实用性。 扰动状态理论(DSC)认为材料的实际状态应该是相对完整状态和完全调整状态以扰动函数作为权值相加的平均体现。本文应用DSC理论,以广义Kelvin元件模型和三维粘弹塑性模型作参考,用扰动函数对两种本构模型加权平均得出岩体卸荷扰动状态下的本构模型,这对岩体材料的特性描述更为准确。在此基础上,通过二次开发程序将该模型用于FLAC3D软件中,最后将其用于实体岩质边坡工程的稳定性分析。通过对隧道洞口段边坡工程进行三维数值模拟,分析评价了天然状态下隧道洞口边坡岩体的力学特征及隧道开挖前后边坡的稳定性,得出边坡的剪切应变率和发生岩石屈服的强度大小与位置,以此可判断边坡的临界走向、临界状态、破坏趋势以及破坏类别等,为工程的加固措施提供了设计依据,及早预测边坡变形失稳对隧道施工安全的影响,以便提前做出防治对策,对设计和施工具有一定的指导意义。由此可见,将DSC理论用于岩质边坡稳定性分析是有效的,并以此作为计算、分析、评价岩质边坡稳定性的范例,在采用软件模拟岩质边坡稳定性方面提供了一些有价值的参考。 |
| 作者： | 樊姝芳 |
| 专业： | 建筑与土木工程领域 |
| 导师： | 朱若竹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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