极限平衡法和有限元法分析排土场边坡稳定性

摘要

本文在己有资料和文献调查的基础上,总结了露天矿排土场的主要特点,排土场边坡稳定性的主要影响因素与边坡滑坡模式。后针对在排土场边坡稳定研究中最常应用的四种极限平衡法以及有限元强度折减法进行了理论上的剖析和比较,总结了方法各自的优点和不足。分别利用Slide5.0和Plaxis软件作为稳定性分析工具,结合两个简单算例与准格尔西排土场边坡稳定分析的实例对两种方法在分析中存在的差异进行了讨论和比较,结果表明极限平衡法中瑞典条分法偏与安全,简布法的精度不够,毕肖普与摩根斯坦—普拉斯法更适于露天矿排土场的稳定性研究。有限元强度折减法在可视化方面,应力应变分析,岩土材料弹塑性模型占有优势。当排土场结构简单时,传统的极限平衡法满足计算要求,但当排土场坐落在软弱基底或存在弱层时,有限元法与极限平衡法结合分析得到的结果更为可靠。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 边坡稳定性方法的研究现状及现存问题

1.1.1 研究现状

1.1.2 稳定性方法存在的问题

1.2 排土场边坡稳定性分析的主要方法

1.2.1 极限平衡法

1.2.2 数值分析方法

1.2.3 不确定性方法

1.2.4 其他方法

1.3 问题的提出与研究意义

1.3.1 问题的提出

1.3.2 本文的研究意义

1.4 本文的主要内容与技术路线

1.4.1 本文主要内容

1.4.2 本文的技术路线

2 排土场特点、稳定性影响因素及主要滑坡模式

2.1 排土场的特点

2.1.1 排土场的结构特点

2.1.2 排土场排弃物料特点

2.1.3 排土场基底特点

2.2 影响排土场边坡稳定的因素

2.3 排土场滑坡的主要模式

3 极限平衡法与有限元法的理论分析

3.1 极限平衡法理论基础

3.2 露天矿排土场主要应用的极限平衡法

3.2.1 瑞典条分法

3.2.2 Bishop 法

3.2.3 Janbu 法

3.2.4 Morgenstern―price 法

3.2.5 各种极限平衡法的异同点

3.3 极限平衡法分析软件Slide5.0 简介

3.4 有限元基本原理

3.5 强度折减有限元法理论分析

3.5.1 基本原理

3.5.2 安全系数定义

3.5.3 破坏准则与失稳判据

3.5.4 有限元强度折减法存在问题

3.6 有限元软件Plaxis 简介

4 算例与工程实例分析

4.1 算例一——简单排土场稳定性分析

4.1.1 计算模型与参数

4.1.2 计算结果与分析

4.2 算例二——含弱层排土场稳定性分析

4.2.1 计算模型与参数

4.2.2 计算结果与分析

4.3 准格尔黑岱沟西排土场工程实例

4.3.1 工程概况

4.3.2 极限平衡法分析

4.3.3 Plaxis 模拟分析

4.3.4 有限元强度折减法与极限平衡法的比较

结论

参考文献

作者简历

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