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基于弹塑性有限元方法的陡坡高路堤稳定性分析及优化设计
| 论文题名： | 基于弹塑性有限元方法的陡坡高路堤稳定性分析及优化设计 |
| 关键词： | 边坡稳定性;有限元分析;陡坡高路堤;路堤填筑 |
| 摘要： | 针对已建及在建陡坡高路堤易发生变形过大及整体失稳等问题，如何正确地评价陡坡地基上高填方路堤的破坏机理及稳定性，对已经发生破坏的边坡采取恰当的加固措施，确保山区道路畅通有着非常重要的现实意义。 人们对边坡稳定性分析方法的研究经历了由定性分析到定量分析的过程，其中极限平衡方法与有限元法是目前最常用的定量分析方法。本文运用ANSYS软件建立有限元模型，并采用Drucker-Prager弹塑性本构模型分析研究了特定计算断面下坡角、台阶宽度、路堤填料性质、地基强度对陡坡高路堤稳定性的影响，并总结了其影响下的变形规律。 依托自贡市某城市主干路全互通立交匝道工程，本文分析了在选定的工程实例计算断面下含有软弱土层的陡坡高路堤的稳定性，并得出在本文的分析模型下，当路堤填筑到一定高度时，路堤失稳。若要继续填筑路堤，必须采取相应的加固措施。鉴于此，本文提出反压护道与干振碎石桩两种加固方案，并对这两种加固方案进行了有限元分析。 首先，经有限元分析后发现反压护道的加固效果不显著，在特定路堤高度下有限元分析结果不收敛，故而舍弃此方案；其次，对干振碎石桩进行分析，得到当干振碎石桩的加固区域强度指标达到要求时，可以保证在特定路堤高度下陡坡高路堤的稳定。进而根据有限元的分析成果，提出了干振碎石桩的设计方案，并对设计方案进行了地基稳定性验算；最后，总结了陡坡高路堤的设计流程及常用加固方法，其中常用加固方法有路堤边坡防护、挖台阶法、挡土墙、格构锚固、加筋土挡墙和加筋陡坡、抗滑桩、刷方减重和填土压脚、注浆加固以及反压护道与干振碎石桩等。其中，本文运用有限元分析软件深入研究了开挖台阶对陡坡高路堤稳定性的影响作用。 |
| 作者： | 张丽冰 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 左德元 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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