基于流固耦合的洛旺河大桥拱座岸坡稳定性分析研究

目录

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 饱和-非饱和渗流研究现状

1.2.2 流固耦合理论的研究现状

1.2.3 渗流作用下的岸坡稳定性研究现状

1.3 三维边坡稳定性分析现状及存在的问题

1.4 论文主要研究内容

第二章 岸坡稳定性基本理论及分析方法

2.1 非饱和渗流理论

2.1.1 多孔介质的渗透定律

2.1.2 广义 Richards方程

2.1.3 稳定渗流的有限单元法计算式

2.1.4 非稳定渗流计算式

2.2 基于有限单元法的渗流场-应力场耦合理论

2.2.1 渗流场和应力场的直接耦合方法

2.2.2 渗流场和应力场的间接耦合方法

2.3 岸坡稳定性分析方法

2.3.1 定性分析方法

2.3.2 定量分析方法

2.3.3 有限元软件 ABAQUS在边坡工程中的应用

2.4 经典有限元算例验证

2.4.1 三维饱和-非饱和渗流实例

2.4.2 三维有限强度折减实例

2.5 本章小结

第三章 基于流固耦合的三维拱座-岸坡数值分析

3.1 工程背景

3.1.1 工程概况

3.1.2 地质条件

3.2 应力-渗流耦合力学模型

3.2.1 多孔介质材料的定义

3.2.2 有效应力原理

3.2.3 渗流定律

3.2.4 分析步类型

3.2.5 屈服准则的选取

3.2.6 岸坡失稳判据

3.3 三维拱座-岸坡数值模型

3.3.1 模型选取

3.3.2 材料参数

3.3.3 接触属性设置

3.3.4 边界条件设置

3.3.5 网格划分

3.4 设计常水位下的拱座岸坡稳定性分析——模型验证

3.4.1 位移及稳定性分析

3.4.2 拱座岸坡计算结果分析

3.5 极端水位下的拱座岸坡稳定性分析

3.5.1 位移及稳定性分析

3.5.2 拱座岸坡计算结果分析

3.6 水位骤降时的拱座岸坡稳定性分析

3.6.1位移及稳定性分析

3.6.2 拱座岸坡计算结果分析

3.7 水位骤升时的拱座岸坡稳定性分析

3.7.1 位移及稳定性分析

3.7.2 拱座岸坡计算结果分析

3.8 水位变化产生的拱脚附加位移对主拱圈应力的影响分析

3.9 本章小结

第四章 不含拱座的天然岸坡稳定性数值分析

4.1 天然岸坡数值模型

4.2 不同水位稳态渗流的天然岸坡稳定性分析

4.2.1 位移及稳定性分析

4.2.2 天然岸坡内力分析

4.3 水位骤降时的天然岸坡稳定性分析

4.3.1 位移及稳定性分析

4.3.2 天然岸坡内力分析

4.4 水位骤升时的天然岸坡稳定性分析

4.4.1 位移及稳定性分析

4.4.2 天然岸坡内力分析

4.5 桥梁对岸坡稳定性影响分析

4.5.1 稳定性对比

4.5.2 位移内力对比

4.6 岸坡安全系数经验公式的建立

4.6.1 岸坡安全系数与水位下降速率的关系

4.6.2 岸坡安全系数与岸坡坡度的关系

4.6.3 岸坡安全系数经验公式的建立

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文主要研究结论

5.2 需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果