基于顺层岩体路堑边坡稳定性的有限元模拟分析

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1、华中科技大学硕士学位论文顺层岩体路堑边坡稳定性的有限元模拟分析姓名：王平申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：龚文惠20050429华中科技大学硕士学位论文摘要顺层岩体边坡是指斜坡倾斜方向与岩层倾向一致的边坡由于人工开挖产生临空面时或在受地表水浸蚀等不利因素作用下顺层岩质路堑边坡很容易沿着层间软弱结构面发生滑坡随着我国西部开发步伐的加快和山区高等级公路的大量兴建顺层岩体边坡工程问题日渐突出其研究具有重要的现实意义本文采用理论分析和数值分析相结合的手段对顺层岩体路堑边坡的稳定性问题进行了重点研究首先讨论了顺层岩体路堑边坡的常见病害破坏类

2、型及特征建立了顺层岩体边坡典型完全平面滑动型模型运用极限平衡原理推导出了顺层岩体边坡保持稳定时的最大坡高的解析解其次对顺层岩体边坡的有限元单元和结构面的力学模型进行了一定的探讨给出了基于强度折减理论的边坡安全系数的求解方法和边坡破坏状态的确定方法然后根据实际工程条件建立了顺层岩体路堑边坡的有限元分析模型采用强度折减弹塑性有限元法借助于ANSYS软件分析了边坡的应力变形和稳定性并计算了不稳定边坡的下推力进一步地通过顺层岩体路堑边坡的稳定性对结构面的强度参数岩层倾角和岩层厚度等因素的敏感性分析总结了顺层岩体路堑边坡的稳定性规律另外讨论了顺层岩

3、体路堑边坡开挖过程中的应力释放问题和边坡模拟过程中的失稳判据问题提出了边坡失稳的综合判别依据对顺层岩体路堑边坡在开挖过程中的应力变形和稳定性的发展和变化进行了动态模拟分析最后简要地讨论了顺层岩体路堑边坡工程中常用的支护处理方式关键词顺层岩体路堑边坡稳定性强度折减有限元法I华中科技大学硕士学位论文AbstractThebeddingrockslopeisthatkindofslope,ofwhichtheinclinationdirectioniscorrespondenttorockstratum’sinclinationdirectio

4、n.Theslopewillslideeasilyonthesoftstructuralsurfacewhenexcavateformattingfreeend,oreffectedbydisadvantagefactorssuchassurfacewatererosionandsoon.Alongwiththelarge-scaleconstructionofmountainhighwayandfastdevelopmentofthewesternpartofChina,problemsaboutthebeddingrockslopea

5、restandingoutgradually.Itisactuallyimportanttostudyontheproblemsofthebeddingrockslope.Byusingthetheoreticalandnumericalmethods,thestabilityofbeddingrockcuttingslopeisanalyzedinthisthesis.Firstly,thecommondiseasesandfailuresofbeddingrockcuttingslopesarediscussed.Andthetypi

6、calcompleteplaneslidemodelofthebeddingrockcuttingslopeisfounded.Usingthelimitequilibriumprinciple,theanalyticsolutionofthehigheststableheightofthebeddingrockslopeisdeduced.Secondly,themechanicsmodelofthefiniteelementandinterfaceofbeddingrockcuttingslopeisdiscussed.Basedon

7、thestrengthreductiontheory,themethodsforsolvingthesafetycoefficientanddeterminingthefailurestateoftherockslopesaregiven.Afterthat,accordingtopracticalcondition,theanalysismodeloffiniteelementforthebeddingrockcuttingslopeisfounded.Withthestrengthreductionelasto-plasticFEMa

8、ndANSYSsoftware,thestress,deformationandstabilityofthebeddingrockcuttingslopeareanalyzed,andthes