本文關(guān)鍵詞：基于離散元的松散堆積體高邊坡穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在西南山區(qū)公路建設(shè)中,會(huì)經(jīng)常遇到松散堆積體。這些堆積體會(huì)給路基、隧道或者橋梁修筑時(shí)帶來(lái)諸多困難,甚至出現(xiàn)災(zāi)害。而目前對(duì)其的研究不夠,所采取的數(shù)值模擬方法一般是有限元和拉格朗日法等,這些方法不能夠準(zhǔn)確模擬其散體狀態(tài),而顆粒離散元的方法能夠較好的對(duì)其模擬分析。本文的研究以重慶交通大學(xué)交通土建工程材料國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目《基于離散元理論的松散堆積體高邊坡穩(wěn)定性研究》(編號(hào):LHSYS-2013-007)為支撐,依托走馬嶺隧道邊仰坡為工程實(shí)例,采用顆粒離散元軟件PFC2D從細(xì)觀力學(xué)層面,研究松散堆積體顆粒間粘結(jié)強(qiáng)度的變化及位移、破壞的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。同時(shí),結(jié)合室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)以及室內(nèi)模型試驗(yàn)等,得出如下結(jié)論:1、本文通過(guò)對(duì)堆積體區(qū)隧道邊坡的失穩(wěn)模式的研習(xí),了解了其失穩(wěn)機(jī)理。運(yùn)用室內(nèi)大型直剪儀獲取了堆積體的物理力學(xué)參數(shù),將室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用到Plaxis2D數(shù)值模擬中,監(jiān)測(cè)了堆積體的位移,并分析了其穩(wěn)定性。2、通過(guò)采用有限元軟件Plaxis2D和離散元軟件PFC2D分別對(duì)走馬嶺隧道出口段邊坡的數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)有限元軟件不能較好的模擬松散堆積體的狀態(tài),無(wú)法模擬出松散堆積體不連續(xù)這一特性,分析所得結(jié)果存在局限性,而離散元理論可以較好的解決這一問(wèn)題。3、本文著重采用離散單元理論來(lái)研究松散堆積體邊坡,嘗試性的使用PFC2D數(shù)值模擬軟件對(duì)走馬嶺隧道出口段邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和PFC2D模擬的三軸試驗(yàn)對(duì)比分析,獲取了數(shù)值模擬顆粒參數(shù)。研究了三種坡比開(kāi)挖下邊坡的穩(wěn)定性,并根據(jù)模擬的結(jié)果,分別分析了在不同密度的錨桿加固下其坡頂、坡腰和坡腳處的位移,較好的解決了松散堆積體介質(zhì)不連續(xù)這一模擬難題,并試探性的給出了工程防護(hù)建議。
【關(guān)鍵詞】：松散堆積體 細(xì)觀力學(xué) 大型直剪 隧道 顆粒離散元
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.14
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3.1 極限平衡法12
• 1.3.2 有限單元法12-13
• 1.3.3 有限差分法13
• 1.3.4 邊界元法13
• 1.3.5 離散單元法13
• 1.4 主要研究方法比較13-14
• 1.5 研究技術(shù)路線14-15
• 第二章 松散堆積體物理力學(xué)性質(zhì)研究15-35
• 2.1 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)15-17
• 2.1.1 概述15-16
• 2.1.2 相似原理16
• 2.1.3 相似條件16-17
• 2.2 松散堆積體的物理特征17-20
• 2.2.1 篩分試驗(yàn)18-19
• 2.2.2 級(jí)配特征19-20
• 2.3 室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)20-23
• 2.3.1 模型材料20-21
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理21-23
• 2.3.3 小結(jié)23
• 2.4 松散堆積體抗剪強(qiáng)度23-34
• 2.4.1 概述23-24
• 2.4.2 試驗(yàn)取樣24
• 2.4.3 室內(nèi)大型直剪試儀器24-27
• 2.4.4 室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)方案27-28
• 2.4.5 室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)28-29
• 2.4.6 試驗(yàn)結(jié)果整理29-33
• 2.4.7 試驗(yàn)結(jié)果分析33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 松散堆積體區(qū)邊坡失穩(wěn)機(jī)理研究35-44
• 3.1 失穩(wěn)模式分類35-36
• 3.1.1 平面破壞35-36
• 3.1.2 局部塌陷破壞36
• 3.1.3 堆塌破壞36
• 3.2 失穩(wěn)機(jī)理36-43
• 3.2.1 深埋基巖堆積體邊坡37-40
• 3.2.2 淺埋基巖堆積體邊坡40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 走馬嶺隧道出口段邊坡穩(wěn)定性分析44-50
• 4.1 工程概況44-46
• 4.1.1 邊坡工程地形地貌44-45
• 4.1.2 邊坡工程氣象、水文、地質(zhì)概況45
• 4.1.3 隧道出口段邊坡巖體的物理力學(xué)性質(zhì)45-46
• 4.2 走馬嶺隧道洞口邊坡穩(wěn)定性分析46-49
• 4.2.1 基于簡(jiǎn)化Bisop條分法的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算46-47
• 4.2.2 隧道出口段邊坡穩(wěn)定性有限元分析47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 走馬嶺隧道出口段堆積體邊坡穩(wěn)定性離散元分析50-63
• 5.1 PFC（PARTICLE FLOW CODE)簡(jiǎn)介50-52
• 5.1.1 PFC2D基本假定與主要特點(diǎn)50-51
• 5.1.2 PFC2D應(yīng)用領(lǐng)域51-52
• 5.1.3 PFC2D基本理論52
• 5.2 模型的建立52-54
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析54-61
• 5.3.1 不支護(hù)開(kāi)挖54-57
• 5.3.2 錨桿防護(hù)后開(kāi)挖分析57-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第六章 結(jié)論和建議63-65
• 6.1 主要結(jié)論63-64
• 6.2 進(jìn)一步研究的建議64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果71

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本文編號(hào)：338914