基于高边坡开挖支护数值模拟分析

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1、华中科技大学硕士学位论文高边坡开挖支护数值模拟分析姓名：徐俊申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李小青20060426摘要路基、路堑是道路工程的主要结构之一，其施工过程中和竣工后的质量对整个道路的修建、行车安全、使用和运营经济性等，都起着至关重要的作用。随着科技的发展，锚杆（索）大量运用于实际工程，然而锚杆（索）的设计还主要依靠实际经验，分析和研究其锚固机理对于锚杆（索）的设计具有十分重要意义。参照实际工程数据，通过对大量设计监测资料的分析，针对预应力锚杆（索）加固边坡的物理力学效应、预应力的施加变化机理及变化规律等理论进行了研究。以有限元分析理论为依据，利用ANSYS分别对不

2、同工况下的实际边坡进行有限元模拟，分析其稳定性，确定边坡滑动性参数。根据实际情况和工程需要提出支护方案，并对支护后边坡进行有限元分析并与自然边坡进行对比，检验支护效果。通过坡体内部状态的变化分析，对预应力的锚固机理、锚固效应进行了深入的分析。根据实际需要，对高边坡分层开挖卸载建立有限元模型，预测在开挖过程中可能存在的不稳定情况。本文从研究坡体内部的应力状态出发，采用数值分析方法，对边坡的开挖卸载与锚固过程进行了计算模拟。结果表明，本文采用的锚固方法合理可行，计算结果与实际监测数据是相符的。通过有限元分析计算，使路基处理方案及路堑开挖得到优化，路基达到生产使用要求，保证了工程安全、为工

3、程单位节省设计、施工时间，并产生良好的经济和社会效益。关键词：高边坡有限元法滑动面支护开挖数值分析IAbstractTheroadbedandroadmoataremainstructureformatofroadengineering.Thequalityofconstructionandthecompletionisveryimportanttotheservicequality、trafficsafety、maintenance、operationeconomicoftheentireroad.Withthedevelopmentoftechnology,anchorstock

4、sarewidespreadusedinroadproject.Howeverthedesignofanchorisreliedonthepracticalexperience,theanalysisandresearchhasimportantpracticalsignificanceforanchordesign.Referencetotheactualprojectdate,thispageanalysesthemonitoringdateandthephysicalmechanicseffectsofthePre-anchoranchoringtheslope.Basingo

5、nthefiniteelementmethod,ANSYSisusedinanaloguingthestabilityofthehighslope,makingsuretheslidingparameters,givingtheanchoringprojectintheactualproject,andalsoanalyzingtheanchoredslope,inspectionanchorresults.Byanalyzingtheresult,thetextdiscussestheanchorageeffectandmechanismdeeplyandindicatesthea

6、nchorageeffectisveryobvious.Accordingtotheresult,theanalogueoftheslopelaminarexcavationwillbemadetopredicttheunstabilizedfactorsinslopeexcavationconstruction.Thetextsimulatestheexcavationandanchorageprocesstoanalyzetheinteriorstressvariationadoptingthenumericalsimulation.Comparingtheresultandth

7、emonitoringdata,theresultshowsthatthemethodisreasonable.Throughfiniteelementanalysis，foundationtreatmentandroadmoatexcavationschemecanbeoptimized,roadbedsatisfythedemandofproduction.Anditinsureprojectcanbefinishedsafelyandefficien