基于大变形的软土路堤边坡稳定性分析

摘要

在软土路基填土过程中,人们习惯使用小变形的假定,即假定土体的沉降变形足够小,这样的假定可以很好的简化问题并在实际中具有很好的适用性.不过当软土路基的荷载水平较高时,由于软土具有含水量高、压缩性大、强度低、透水性差等特点,加载后,路基会发生很大的沉降,此时就有必要考虑大变形的影响.针对这种实际情况,本文运用大变形理论有限元法对软土路堤稳定性进行了研究,主要做了如下几方面的工作: 一、由于软土边坡在失稳破坏时,会发生相当大的位移和变形,单元应变可能达到10﹪或20﹪以上,为更好的模拟实际情况,利用大变形有限元强度折减法对路堤进行稳定性研究,并与小变形的分析结果作了比较. 二、路堤荷载施加后,软土路基会发生较大的沉降,同时地下水会对原来在水位之上的路堤土会产生浮力作用.在考虑沉降和地下水等因素的基础上,分析了其对稳定性产生的影响. 三、考虑了软基抗剪强度随地基固结变形不断发展而提高的影响,在软土路基固结大变形分析的基础上,按大、小变形有限元强度折减法对路堤稳定性进行了分析. 四、探讨了多种路堤加载计划对路堤稳定性的影响,对加载计划的合理性进行了分析. 五、讨论了路堤断面的结构形式、加筋长度和位置等对路堤稳定性的影响.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1边坡稳定性发展和现状

1.2.2有限元强度折减法

1.2.3大变形固结理论

1.3本文的主要工作

第二章大变形有限元强度折减法

2.1大变形固结有限元法

2.1.1物体运动和变形的物质描述和空间描述

2.1.2变形梯度、体元、面元

2.1.3应变与应变率

2.1.4应力与应力率

2.1.5大变形理论的基本方程

2.1.6大变形固结方程的矩阵表达

2.1.7大变形固结有限元方程的推导

2.2有限元强度折减法

2.2.1强度折减法的基本原理

2.2.2边坡失稳破坏的判断准则

2.3 Plaxis程序介绍

2.3.1概述

2.3.2 Plaxis程序组成

2.3.3本构模型的介绍

第三章软土路堤边坡大变形稳定性分析

3.1安全系数的确定方法

3.2计算模型及其参数

3.3大小变形有限元强度折减法比较

3.3.1几何构形和计算方法

3.3.2计算结果及其分析

3.3.3参数的影响分析

3.4固结对稳定性的影响分析

3.4.1固结条件下抗剪强度的增长

3.4.2考虑抗剪强度增长的软土路堤稳定性分析方法

3.4.3固结沉降对稳定性的影响分析

3.4.4固结过程中地下水对稳定性的影响分析

3.4.5堆载方案的比较

3.5本章小结

第四章提高路堤稳定性的工程措施

4.1反压护道

4.2加筋

4.3本章小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2进一步研究的建议

参考文献

致谢