滑坡是最具威脅性的自然環(huán)境災害之一,邊坡的安全性與穩(wěn)定性,關(guān)系著重要的財產(chǎn)和人員的安全,因而使得邊坡的穩(wěn)定性分析問題成為巖土力學和巖石力學重要的研究課題。過去幾十年中,邊坡穩(wěn)定性分析時,絕大部分學者都是采用極限平衡法和有限元數(shù)值方法進行,但是邊坡的失穩(wěn)通常伴隨著巖土體的大變形和非連續(xù)性破壞,極限平衡法或有限元方法處理這些非連續(xù)性問題時,有限元網(wǎng)格會面臨著過度變形,這是可能導致計算不穩(wěn)定或者不收斂的。為解決這個問題,在本文中,一種無網(wǎng)格粒子法,廣義粒子動力學(從光滑粒子流體動力學改良過來的),被用來評價邊坡的穩(wěn)定性,同時被用來處理巖土體的大變形和破壞后的塑性流動問題。首先,進行了土體堆積實驗的數(shù)值模擬,方塊無粘性土的自然塌落實驗模擬,方塊粘性土的自然塌落實驗模擬,小型的一階邊坡和二階邊坡的數(shù)值模擬,去驗證了本文使用D-P準則的理想彈塑性模型計算巖土體應力、應變、位移準確性,以及捕捉土體達到抗剪強度后形成的塑性剪切帶、邊坡發(fā)生滑坡時的大變形破壞過程以及邊坡破壞后的運動過程的可靠性,并驗證本模型可以從累計塑性偏應變云圖清晰地顯示圓弧滑動面。在完成了理想彈塑性模型的驗真后,本文首次使用GPD用...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：碩士

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符號目錄
1 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究目的和研究內(nèi)容
        1.3.1 本文的主要研究目的
        1.3.2 本文的研究內(nèi)容
2 GPD方法的基本原理
    2.1 GPD基本方程
        2.1.1 函數(shù)積分表示方法
        2.1.2 粒子近似
        2.1.3 GPD方法基本控制方程
        2.1.4 GPD固體本構(gòu)關(guān)系
3 理想彈塑性模型
    3.1 本構(gòu)關(guān)系
    3.2 Drucker-Prager屈服準則
    3.3 大變形不穩(wěn)定因素的修正
        3.3.1 張拉破壞修正
        3.3.2 應力回歸屈服面
    3.4 本章小結(jié)
4 GPD數(shù)值模擬的實現(xiàn)
    4.1 核函數(shù)選取
    4.2 人工粘度
    4.3 邊界處理
        4.3.1 邊界斥力粒子法
        4.3.2 鏡像粒子法
    4.4 時間積分
    4.5 計算原理的程序化
    4.6 本章小結(jié)
5 數(shù)值模型驗真
    5.1土體堆載實驗
    5.2 無粘性土塊塌落
        5.2.1 無粘性土塊塌落結(jié)果的對比
        5.2.2 不同內(nèi)摩擦角的無粘性土
    5.3 粘性土塊塌落
        5.3.1 粘性土塊破壞過程
        5.3.2 剪切帶分析
    5.4 小型一階邊坡
        5.4.1 56.5°一階邊坡滑坡過程模擬
        5.4.2 不同休止角的一階邊坡
    5.5 本章小結(jié)
6 邊坡安全穩(wěn)定性分析
    6.1 礦區(qū)概況
    6.2 材料的物理力學特征
    6.3 典型邊坡剖面的數(shù)值模擬
        6.3.1 1 -1剖面邊坡穩(wěn)定性分析
        6.3.2 4-4剖面邊坡穩(wěn)定性分析
        6.3.3 6-6剖面邊坡穩(wěn)定性分析
    6.4 位移-時間關(guān)系曲線波動問題
    6.5 本章小結(jié)
7 摩擦接觸算法
    7.1 摩擦接觸算法
    7.2 二次滑坡的數(shù)值模擬
    7.3 考慮節(jié)理面的邊坡破壞模式
    7.4 簡化錨桿-巖體模型下帶節(jié)理面的邊坡破壞模式
    7.5 本章小結(jié)
8 結(jié)論及展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.學位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3789044