基于顺层岩体路堑边坡锚杆支护的有限元分析

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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锚杆支护的有限元分析姓名：刘涛申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：龚文惠20060429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。顺层岩体路堑边坡的支护问题一直是广大工程人员所关心的课题，而如何提出一个安全经济的支护方案更是倍受关注。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，顺层岩体边坡支护问题日渐突出，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锚杆支护的稳定性问题进行了重点研究。首先，讨论了顺层岩

2、体路堑边坡的常见病害，破坏类型及特征，以及边坡支护问题的研究现状。其次，给出了基于强度折减理论的边坡稳定性系数的求解方法，讨论了层间接触面分析的基本原理。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。然后，通过计算分析，提出了边坡锚杆支护方案。建立了顺层岩体路堑边坡锚杆支护的有限元分析模型，借助于ANSYS软件，对于锚杆支护后边坡的应力、变形和稳定性进行了分析，并与支护前分别作了比较。分析了锚杆长度、锚杆倾角和锚杆密度等因素对于支护效果的单

3、因素影响以及多因素综合影响，总结了影响支护效果的函数关系。关键词：顺层岩体；路堑边坡；锚杆支护；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’sinclinationdirection.Theprotectionandreinforcementwaysforthebeddingrockcuttingslopearefocu

4、sedbyalotofengineers.Alongwiththelarge-scaleconstructionofmountainhighwayandfastdevelopmentofthewesternpartofChina,problemsofthereinforcementaboutthebeddingrockslopearestandingoutgradually.Itisactuallyimportanttostudyontheproblemsofthebeddingrockslope.Byusingthetheoret

5、icalandnumericalmethods,thestabilityprotectedbyanchorsofbeddingrockcuttingslopeisanalyzedinthisthesis.Firstly,thecommondiseasesandfailuresofbeddingrockcuttingslopesarediscussed.Andtheresearchexistingstateoftheprotectionandreinforcementwaysfortheslope.Secondly,basedonth

6、estrengthreductiontheory,themethodsforsolvingthestabilitycoefficientoftherockslopesaregiven.Thebasictheoryofthebeddingcontactsurfaceanalysisisdiscussed.Accordingtopracticalcondition,theanalysismodeloffiniteelementforthebeddingrockcuttingslopeisfounded.Withthestrengthre

7、ductionelasto-plasticFEMandANSYSsoftware,thestress,deformationandstabilityofthebeddingrockcuttingslopeareanalyzed.Afterthat,awayofslopesupportedbyanchorsthroughcalculationandanalysisisappealed.Theanalysismodeloffiniteelementforthebeddingrockcuttingslopesupportedbyancho

8、rsisfounded.Withthestrengthreductionelasto-plasticFEMandANSYSsoftware,thestress,deformationandstabilityofthebeddingro