【摘要】：巖土體穩(wěn)定性分析方法主要分為四類,即極限平衡法,極限分析法,位移有限元法(其中包括有限元強(qiáng)度折減法和有限元重力或外力加載法)和滑移線法等。其中,極限平衡法、有限元強(qiáng)度折減法和極限分析法的使用較為廣泛。傳統(tǒng)的極限分析法多屬于解析極限分析法,因此受地質(zhì)條件和邊界條件的影響,其應(yīng)用領(lǐng)域有限。不連續(xù)布局優(yōu)化(Discontinuity Layout Optimization)方法是最近發(fā)展起來的一種新型數(shù)值極限分析方法,該方法通過在求解域內(nèi)布置格點(diǎn),在格點(diǎn)之間建立不連續(xù)來規(guī)劃巖土體內(nèi)潛在的滑裂路徑,形成標(biāo)準(zhǔn)的線性規(guī)劃問題,并采用高效的線性規(guī)劃進(jìn)行求解,來確定滑裂模式。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)對(duì)DLO基本理論進(jìn)行了介紹,給出了基于DLO的外力加載法和強(qiáng)度折減法的優(yōu)化求解公式,通過具體實(shí)例驗(yàn)證了上述公式的正確性。基于Python語言編制了 DLO方法的巖土體穩(wěn)定性分析程序。(2)討論了 DLO方法中格點(diǎn)布局方式和不連續(xù)布局方式對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果的影響。通過具體實(shí)例對(duì)比分析可知:DLO方法具有明顯的格點(diǎn)依賴性,因此建議采用等邊規(guī)則格點(diǎn)布局方式。通過對(duì)比全連接方案和優(yōu)化連接方案發(fā)現(xiàn),優(yōu)化連接方案中disc的數(shù)量經(jīng)過優(yōu)化明顯減少,在保證精度的同時(shí),計(jì)算效率明顯提高,因此建議采用disc的優(yōu)化連接方案。(3)DLO方法應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定性和地基承載力分析,并與常用的極限平衡法和有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了 DLO方法的有效性。尤其是,與極限平衡法相比,DLO方法不需要人為指定滑面的位置,能夠準(zhǔn)確找出最危險(xiǎn)的滑裂面位置,且清晰展現(xiàn)巖土體塊體式失穩(wěn)破壞模式。且DLO方法可以根據(jù)不同的穩(wěn)定性問題和失穩(wěn)機(jī)制選擇更加合適的方法來進(jìn)行針對(duì)性分析。(4)數(shù)值研究也表明:對(duì)于DLO方法,格點(diǎn)布局越密,計(jì)算結(jié)果越精確,然而隨著格點(diǎn)密度的增加,計(jì)算量也明顯增大,尤其是當(dāng)密度較大時(shí),進(jìn)一步增加格點(diǎn)密度計(jì)算結(jié)果精度提高不再明顯,但計(jì)算量卻顯著增加,建議應(yīng)用DLO進(jìn)行巖土體穩(wěn)定性分析時(shí),可采用中等格點(diǎn)密度來確保計(jì)算效率。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780869