FLAC3D数值模拟方法在岩质高边坡稳定性分析中的应用

摘要

随着国家工程建设的蓬勃发展，边坡的稳定性和加固治理问题引起越来越多的关注，尤其是复杂岩质高边坡工程，它的稳定性成为边坡工程中急需解决的关键问题。因此研究岩质高边坡的稳定性具有重要的理论价值和实际意义。本文通过对边坡失稳评判标准和影响因素分析，运用得出的结论到BT9标岩质高边坡的稳定性分析中，并对采用FLAC3D数值模拟方法和传递系数法得出的安全系数进行对比分析，选取最合理加固治理方案。所得的研究成果可为典型的岩质高边坡稳定性分析与加固设计提供参考。本文的主要研究内容和结论如下:
　　(1)对强度折减法的三种失稳评判标准进行了对比分析，提出了改进的收敛性准则—运行极限时步法。该方法具有耗时少、广泛性以及精确性的特点，并提出在分析边坡稳定性问题时，采用运行极限时步法结合某一幅值的广义剪应变贯通发展作为边坡临界失稳的评判标准。
　　(2)采用强度折减法对影响岩质边坡稳定性的边坡形态、结构面、边坡内部因素和其它外部因素进行了研究。计算结果表明:当复杂边坡的局部出现最危险滑动面时，不仅要对最危险滑动面进行分析，而且要对边坡整体性进行分析;边坡的坡高、坡率以及粘聚力和内摩擦角对边坡稳定性有较大影响;结构面产状以及软弱夹层对其也产生较大影响;网格疏密和剪胀角的大小对其产生一定影响;弹性模量对单一和多层岩质边坡的稳定性影响不同;其它因素对边坡的稳定性影响很小。
　　(3)采用FLAC3D数值模拟方法对夏蓉高速BT9标岩质高边坡的稳定性进行了分析，建立了分析模型，对开挖前后最危险的滑动面和潜在多滑面的稳定性进行了分析，并与传递系数法进行了对比分析，提出了边坡加固措施并进行了加固后的稳定性分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究的背景和意义

1．2 岩质边坡稳定性分析方法的研究现状

1．2．1 岩质边坡的分类及特点

1．2．2 岩质边坡安全稳定性的影响因素

1．2．3 岩质边坡稳定性分析方法的研究现状

1．3 存在的问题

1．4 本文主要研究内容

1．4．1 研究内容

1．4．2 拟采用的技术路线

第二章 FLAC3D基本原理

2．1 引言

2．2 FLAC3D概述及其基本原理

2．3 FLAC3D程序的模型简介

2．4 强度折减法的基本原理

2．5 本章小结

第三章 岩质边坡失稳判据及其改进

3．1 引言

3．2 收敛性判据

3．3 塑性区判据

3．4 特征点位移突变判据

3．5 收敛性判据的改进——运行极限时步法

3．6 本章小结

第四章 基于强度折减法的岩质边坡稳定性影响因素分析

4．1 引言

4．2 边坡形态对岩质边坡稳定性的影响

4．2．1 复杂形态岩质边坡的稳定性分析

4．2．2 坡高和坡率对岩质边坡稳定性的影响

4．3 结构面对岩质边坡稳定性的影响

4．4 内部因素对岩质边坡稳定性的影响

4．4．1 弹性模量的影响

4．4．2 粘聚力和内摩擦角的影响

4．4．3 剪胀角和抗拉强度的影响

4．5 其它因素对岩质边坡稳定性的影响

4．5．1 初始地应力对岩质边坡稳定性的影响

4．5．2 边界范围对岩质边坡稳定性的影响

4．5．3 网格疏密对岩质边坡稳定性的影响

4．6 本章小结

第五章 工程应用研究

5．1 夏蓉高速BT9标岩质高边坡的基本特征

5．1．1 边坡基本特征

5．1．2 工程地质特性

5．2 模型建立及边界条件

5．3 开挖前的稳定性分析

5．3．1 开挖前最危险滑面的稳定性分析

5．3．2 开挖前潜在多滑面的稳定性分析

5．4 开挖后的稳定性分析

5．5 传递系数法在边坡稳定性分析中的应用

5．5．1 传递系数法的基本原理

5．5．2 边坡各层参数和最小安全系数的确定

5．5．3 开挖前的稳定性分析

5．5．4 开挖后的稳定性分析

5．6 FLAC3D数值模拟方法与传递系数法的对比分析

5．7 边坡加固后的稳定性分析

5．7．1 Ⅰ-Ⅰ断面加固后的稳定性分析

5．7．2 Ⅱ-Ⅱ断面加固后的稳定性分析

5．7．3 Ⅲ-Ⅲ断面加固后的稳定性分析

5．8 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文研究内容

6．2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文