基于三维PLAXIS的降雨影响下边坡稳定性研究

摘要

边坡的稳定性问题是岩土工程中的一个重要的研究方向，它关系着人们的生产、生活。而滑坡往往较频繁的出现在季节性的强降雨过程中或降雨后，因此降雨影响下边坡的稳定性研究越来越受到关注。国内外学者从不同的角度，不同的方法进行了大量的研究，获得了良好的成果。在此基础上，本文结合工程实例，应用PLAXIS有限元分析软件对降雨影响下边坡的稳定性进行了计算分析，主要研究内容及成果如下:
　　(1)结合实际工程，建立了三维有限元计算模型，进行了三维有限元强度折减计算，对模型的边界尺寸设置、降雨入渗的模拟计算、及边坡失稳的判别条件在三维强度折减法中的适用性进行了验证。通过渗流耦合计算模拟并分析了降雨对边坡稳定性的影响。
　　(2)当边坡采取加固措施时，简单的二维平面应变分析对支护结构的实际三维受力状态显然是无能为力。本文应用PLAXIS建立的三维模型计算分析很好的考虑了土体与结构的相互作用，与直接假定结构加固力的发挥程度或其分布形式及大小的简化方法相比，得出的结构内力更加真实、合理。建议边坡在进行加固设计的时候有必要进行模拟降雨的有限元计算分析，使其更加安全合理。
　　(3)抗滑桩是一种广泛应用的边坡加固措施，其尺寸通常较大，且几乎为不透水材料。降雨入渗时桩体会阻碍雨水在坡体内的渗流，从而影响到抗滑桩的内力，会给边坡的稳定性带来新的不利的影响。通过三维有限元计算分析，考虑到桩的间距、截面尺寸等因素，得出桩间距对雨水渗流的影响不大，截面尺寸增大会导致抗滑桩的内力增大。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 降雨影响下边坡的稳定性研究

1．2．2 有限元强度折减法在边坡稳定性研究中的应用

1．3 本文研究的主要内容及技术路线

1．3．1 本文研究的主要内容

1．3．2 本文采用的技术路线

第二章 饱和-非饱和渗流基本理论

2．1 引言

2．2 基质吸力与土-水特征曲线

2．2．1 基质吸力

2．2．2 土-水特征曲线(SWCC)

2．3 非饱和土抗剪强度

2．3．1 基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响

2．4 土体的渗透特性

2．4．1 达西(Darcy)定律

2．4．2 饱和-非饱和渗流控制方程

2．5 非饱和土流-固耦合理论

2．6 本章小结

第三章 降雨影响下边坡稳定性分析方法

3．1 引言

3．2 条分法在非饱和边坡稳定性分析中的应用

3．3 有限元强度折减法在非饱和土边坡中的应用

3．3．1 影响有限元强度折减法精度的因素

3．4 不确定性分析法

3．5 本章小结

第四章 考虑降雨影响的边坡稳定性有限元计算

4．1 引言

4．2 工程实例

4．3 基于Plaxis的有限元强度折减计算

4．3．1 PLAXIS程序简介

4．3．2 三维有限元计算模型

4．3．3 模拟计算方案

4．3．4 数值模拟结果及分析

4．4 本章小结

第五章 抗滑桩对降雨入渗的影响

5．1 引言

5．2 模型的建立

5．3 模拟计算方案

5．4 数值模拟结果及分析

5．4．1 抗滑桩间距的影响(计算方案一)

5．4．2 抗滑桩横截面尺寸的影响(计算方案二)

5．4．3 降雨历时的影响(计算方案三)

5．4．4 土体重度取值对桩身内力及变形的影响(计算方案四)

5．5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

硕士期间发表的论文

声明

致谢