高陡岩质边坡崩塌病害数值模拟及锚杆框架结构优化分析

摘要

边坡崩塌和边坡病害整治技术至今仍是岩土工程界一个热点研究课题,也是一项复杂而未能很好解决的技术难题。影响边坡崩塌的的因素很多,如高度、风化作用、降水、岩性特征等。同时为了保证边坡的治理加固后的稳定,大量科研人员和工程技术人员都在致力于研究各种各样的支护方法和加固手段,对支护方面的课题进行了大量的理论研究和试验测试,支护加固技术取得了很大的进步。本论文以G312线界古公路水库坡崩塌段作为研究对象,主要内容如下:
　　(1)论文分析总结国内外对于边坡崩塌病害的的研究成果和锚杆支护结构的发展过程作为论文内容的理论支持和研究基础。
　　(2)针对于G312线界古公路水库坡崩塌段的区域环境地质和病害特征结合室内试验结果,分析病害成因,从而提出整治方案,为论文的数值模型建立和理论分析提供数值资料。
　　(3)崩塌过程是从连续体到非连续体,最后到散体的渐进破坏过程。以连续介质力学为基础的块体离散弹簧法,可以建立起连续体与散体之间的联系,利用 CDEM数值软件对病害路段进行数值模拟反应崩塌过程。同时根据模拟结果结合当地病害特征,归纳和总结出泥岩的节理和内摩擦角对于崩塌病害的影响。
　　(4)以G312线界古公路水库坡作为工程背景,将锚杆间距作为分析参数,对锚杆框架结构的内力进行分析,进而比选出,以锚杆间距作为单一分析参数的相对最优的锚杆间距和框架结构。
　　(5)以相对最优的锚杆框架结构作为工程量计算基准,在相同工程量的基础上,通过锚杆框架结构的参数比选,如锚杆间距、锚杆轴力、坡体位移、预应力等,从而选定出一种最适合该工程的预应力锚杆框架结构。
　　(6)在基于相同工程量确定的最优支护结构基础之上,对锚杆结构的自由段和锚固段进行分析,从而确定最佳自由段和锚固段长度。
　　(7)最后总结论文所做的全部工作和主要成果,并提出了论文的不足和进一步研究的建议。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 崩塌病害国内外研究现状

1.3 锚杆支挡结构国内外研究现状

1.4 论文研究内容

2 工程背景与崩塌病害特征分析

2.1 区域环境地质

2.2 病害特征及成因分析

2.3原有工程措施缺陷及整治方案比选

2.4 本章小结

3 崩塌病害数值模拟及泥岩节理影响分析

3.1 CDEM数值软件基本构成和计算方法

3.2 崩塌病害CDEM数值模拟

3.3 泥岩节理影响分析

3.4 本章小结

4锚杆间距对于预应力锚杆框架影响性分析

4.1 框架结构分析基准的选择

4.2 锚杆间距变化对于框架结构影响分析

4.3 锚杆间距设计的相对最优组合

4.4锚杆间距对于锚杆的影响

4.5本章小结

5基于相同工程量预应力锚杆框架优化分析

5.1相同工程量条件下不同结构对框架的影响

5.2 基于相同工程量不同支护结构对坡体位移影响

5.3 基于相同工程量预应力锚杆优化

5.4预应力锚杆自由段与锚固段分析

5.5本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果