基于有限元理论对土边坡稳定性影响因素研究

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1、UsingfiniteelementtheoryinsoilslopestabilityfactorsofexplorationandanalysisbyXIAOYouwenIIIIIIIIIIIllIIIUIY2357815B．E．(WuhanUniversityofScienceandTechnology)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnArchitecturalandCivilEngineeringintheGraduateSchoolo

2、fHunanUniversitySupervisorProfessorZHOUFenMay，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者虢南动殳吼彬年s月衍日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囵。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：商助压导师繇序‘落t月皇只谚日话日工程硕士学位论文摘要在边坡的稳定性分析中，传统的极限平衡分析法一直以来被工程界广泛应用，该方法概念清晰，且易于理解。但极限平衡分析法是有其自身的局限性，它不能反映实际边坡土体的应力、应变的变化情况，而且最终滑裂面位置和安全系数值与实际工程情况有出入。本文在传统极限平衡分析法的基础上，利用有限元理论对土质边坡进行分析。这种方法不需要引入相关假定，其分

4、析结果较为合理。本文应用有限元方法分析了匀质及简单非匀质边坡的稳定性，具体研究成果如下：1．通过使用四边形四节点单元对土质边坡进行建模分析，根据滑裂面上土体应变最大的原则找出每一层的最大应变点，然后将各个节点连线。用三次曲线拟合可以得到土质边坡整体失稳情况下真实的滑裂面形状和具体位置。2．应用有限元方法，分析了坡顶外部荷载及孔隙水压力大小对匀质及简单非匀质边坡稳定安全系数的影响，并与传统的极限平衡分析法结果进行对比。结果表明，对于匀质和简单非匀质土边坡而言，坡顶荷载越大或水头高度越大，则计算得到的安全系数值越小。外部荷载和水头高度与安全系数值为非线性关系。同时，应用有限元方法计算的安全系数普遍

5、大于极限平衡分析法结果，说明传统极限平衡分析方法计算结果偏于保守，这对于边坡工程优化设计有较大的意义。3．建立非匀质加筋土边坡模型，考虑加筋材料及筋材布置方式对加筋土边坡整体稳定性的影响。研究表明，边坡加筋之后的整体稳定性有了较明显的提高，传统极限平衡分析法与有限元方法均表明了这一点。而且，安全系数值随加筋材料弹性模量的增大而增大。下密上疏型布筋方式对于提高加筋土边坡稳定性能最有效，而下疏上密型布筋方式效率最低。关键词：有限元分析；极限平衡法；非线性；安全系数；加筋土II基于有限元理论对土质边坡稳定性影响因素的研究AbstractThestudyofslopestabilityhasbeeno

6、neofthefocusesanddifficultiesinacademiaandengineeringovertheyears．Forslopestabilityanalysis，thetraditionalmethodoflimitequilibriumanalysishasbeenwidelyusedbecauseitsconceptisclearanditiseasytounderstand．Butthelimitequilibriumanalysishaslimitations，becauseitcannotreflectthevariationofstressandstraini

7、nsoilslopeandthefinalslipsurfaceandsafetyfactordon’tagreewiththeactualcondition．Onthebasisoftraditionallimitequilibriumanalysis，thefiniteelementmethodwasusedtoanalyzesoilslopeinthispaper．Thismethoddoe