岩质边坡稳定性的分析中几个非线性问题探讨

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1、三峡大学硕士学位论文内容摘要随着我国国民经济的快速发展和国家对基础设施建设投入的不断加大，铁路、交通、能源、矿山、水利水电等工程领域不可避免的逐步形成了大量的岩质高边坡工程，这些边坡工程中一般都存在着岩体稳定性问题，有些问题已成为工程建设进度与安全的重要制约因素。自然状态下的岩体经过漫长的地质年代作用后，一般处于稳定的平衡状态。由于工程建设的需要，岩质边坡需要进行开挖、地应力释放、原有的应力平衡状态打破、边坡岩体应力场重分布。而这种应力场的重分布要靠边坡岩体自身来承担。对于开挖边坡而言，要分析其稳定性需选用与其吻合的力学参数和

2、分析方法。本文的研究目的是解决有限元数值方法在分析岩质边坡稳定性中的几个非线性问题。其中关键问题包括：岩体松弛区划分及各松弛区参数的确定；开挖等效荷载的分析及讨论；开挖引起渗流场的变化及其力学效应等。本文以解决上述关键问题为主线，开展了以下工作：(1)基于AutoCAD的有限元前后处理开发的研究，主要包括使用超单元法自动剖分网格，并采用AD算法对划分后的网格结点编号进行优化等；(2)编制了可以考虑拉剪破坏和压剪破坏的平面非线性有限元程序，并对程序编制中存在的非线性问题进行了探讨，并给出了相应的解决办法；(3)基于岩体的声波测试

3、、岩体力学实验及岩体质量评价等手段，对岩质边坡的松弛区范围和相应区域的力学参数的确定进行了研究；(4)讨论了开挖等效荷载产生的原因及计算方法；(5)讨论了开挖引起的渗流场的变化及其力学效应的研究，并给出了相应的解决办法。关键词：岩质边坡稳定性非线性有限元开挖渗流II三峡大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofnationaleconomyandincrementoffinancialaidsprovidedbygovernmentininfrastructuralfacilitiesc

4、onstruction，lotsofhighrockslopeengineeringproblemsareencounteredinevitablyinthefieldssuchasrailway，transportation，energy，mine，waterconservancyandhydroelectricpowerengineering.Theslopestabilityofrockmasshasbecomeanimportantandrestrictivefactorinconstructionprocessand

5、securityofengineering.Rockmassinnaturegenerallyisinastableequilibriumstateaftersufferinglengthyprocessofgeologicalage.Duringengineeringconstruction，therockslopemustbeexcavated，whichreleasesofgeologicalstress，anddisruptsthestableequilibriumstate，andmakesthestressfiel

6、dofsloperockmassberedistributed.Suchredistributionofstressfieldisassumedbysloperockmassitself;thatistosay，slopeisinanunloadingmechanicalstateafterexcavation.Forthistypeofsloperockmassexcavated，correspondingmechanicalmodel，modelparametersandanalysisprocedureshouldbes

7、electedtoanalyzeitsstability.Thispaperaimsatsolvingsomenonlinearproblemsinanalysisofrockslopestabilitybyfiniteelementmethod.Somekeyissuesareresearched，suchasdividingtheunloadingzonesofrockmass，theparametersofunloadingfracturedrockmassexcavated，thecomputationofexcava

8、tionload，andthestabilityofslopeontheunsteadyseepageowingtotheexcavation.Themainresearchworksofthispaperarelistasfollows：(1)Preprocessingan