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有限元法在高速公路边坡稳定与加固分析中的应用研究
| 论文题名： | 有限元法在高速公路边坡稳定与加固分析中的应用研究 |
| 关键词： | 有限元法;高速公路;边坡稳定;加固分析 |
| 摘要： | 随着我国高速公路建设的飞速发展，山区高速公路边坡问题日益突出，特别是对复杂地质环境、地理条件、采用新型结构的边坡稳定及加固分析研究显得十分重要。工程设计中往往由于分析方法、参数选用等因素影响公路边坡评价的结果，导致工程治理费用的增加或边坡失稳。针对上述问题，论文所做的工作如下： (1)对常用边坡稳定计算方法和防护技术进行分析评述，探讨适于复杂边坡稳定及加固分析的有效方法； (2)基于强度折减原理，将弹塑性有限元法应用于边(滑)坡稳定及加固分析。经与极限平衡法法计算结果比较，采用弹塑性本构模型，在平面应变条件下摩尔-库仑匹配DP准则有较好的精度。该方法不但可以求解边坡的安全系数及处于极限平衡状态的滑动面，而且可以求解边坡加固后支挡结构的内力分布，是进行边坡稳定性分析的有效方法； (3)采用现场原位抗剪试验，获得了树根桩+化学灌浆加固边坡后土体与浆脉复合材料的抗剪强度参数值。从试验结果可知，采用化学灌浆可以较好的提高边坡土体的抗剪强度值； (4)应用有限元强度折减法，对抗滑桩在南坛高速公路边坡加固中的应用进行定量研究。分别计算了边坡加固前后安全系数和抗滑桩内力，与传统方法进行比较，采用有限元法受力概念更为明确，计算得到的内力作为抗滑桩设计的依据更具合理性； (5)讨论了树根桩+化学灌浆的加固机理，树根桩为边坡土体提供强有力的骨架，而化学灌浆能有效的提高边坡土体的抗剪强度，是边坡加固的一种有效方式。以南坛高速公路边坡为例，首次采用有限元法对树根桩+化学灌浆进行数值模拟。计算结果表明，采用有限元强度折减法能反映树根桩+化学灌浆加固边坡的机理和效果，是复杂边坡加固分析的有效方法。采用树根桩+化学灌浆进行边坡加固是可行的，具有推广意义。 |
| 作者： | 符春平 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王昌衡;王力力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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