黄土崩塌的离散元数值模拟

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1、西安科技大学硕士学位论文黄土崩塌的离散元数值模拟专业名称：计算机软件与理论作者姓名：杨玲指导教师：龙熙华Ａ若钟化夫爹学位论文独创性说明本人巧巧声巧：所里义的巧化论文化化个人狂导邮巧母下进行的研究Ｔ．作及｜｜｜｜，．巧取巧硏巧成巧．尽巧所知巧了文｜化Ｗ巧注巧致谢的地方外论文｜不包含拍他人成巧化。绘公开父衣巧巧巧过的巧究成化，也不包汽为巧糾西交科技大学诚巧他技巧化巧的巧化或证巧所巧川过的材巧，巧巧啊Ｔ化的问忠对本巧巧所化的巧何巧献均ｄ在论文中巧了明巧的巧明并衣巧了谢芯，学化论文化巧祭么：曰期：论文题目：黄土崩塌的离散元数值模拟专业：计

2、算机软件与理论硕士生：杨玲(签名)指导教师：龙熙华(签名)摘要黄土崩塌是指在自重及外荷载的作用下，高陡边坡上的黄土体突然从母体崩落的现象，是黄土地区常见的地质灾害，危害极大。为了合理地分析和计算黄土崩塌的破坏过程，有效地指导崩塌灾害的防灾减灾工作，构建一种崩塌稳定性计算模型是目前迫切需要解决的重点课题。黄土崩塌的形成因素主要包括边坡的几何形态、岩土性质、地质结构面等。论文基于滑移式黄土崩塌的变形破坏特点，采用DEM对崩塌块体进行力学分析，计算其运动过程，并结合计算机图形显示技术对其可视化。主要包含三方面的研究内容：黄土边坡离散元模型的构建、块体单元的应力-位移计算以及崩塌过程的可视化。

3、其中，块体划分是离散元模型构建的一个重要环节，划分结果的合理性与否将直接影响崩塌过程模拟的准确性。针对传统DEM采用相同大小的单元划分块体而忽略崩塌体的实际破坏特征，本文引入对数螺旋滑裂面模型对其进行优化，以保证划分结果的合理性。选取宝鸡市陈仓区坪头镇码头村黄土崩塌作为工程实例，对滑移式黄土崩塌的形成过程进行数值模拟与分析。研究给出该崩塌变形破坏过程的四个阶段：垂直节理张开—坡体变形失稳—崩塌块体运动—崩塌体堆积。通过分析码头村黄土边坡前缘9个特征点的位移变化趋势，可以看出：较边坡前缘的中、后部而言，前部崩塌块体的位移较大，且竖直位移的变化趋势与其高程正相关，这与崩塌体的实际破坏规律是

4、比较符合的。实例计算表明，论文给出的黄土崩塌稳定性计算模型，能够为崩塌灾害的防治和预警提供科学的理论指导，具有一定的理论价值和现实意义。关键词：黄土崩塌；离散单元法(DEM)；块体划分；滑裂面搜索；数值模拟研究类型：应用研究Subject:NumericalSimulationofLoessCollapseBasedonDistinctElementMethodSpecialty:ComputerSoftwareandTheoryName:YangLing(Signature)Instructor.:LongXihua(Signature)ABSTRACTLoesscollapseis

5、akindofgeologicalphenomenon,whichrefersthattheloessmasscollapsesandseparatesfromthematrixofthehighandsteepslopeintheactionofgravityandexternalforce,andismorecommoninloessareaasaharmfuldisaster.Inordertoanalysisandcalculatethefailureprocessofloesscollapsereasonably,andprovidethebasisforguidingthe

6、disasterpreventionandreductionworkeffectively,buildingacollapsestabilitycalculationmodelisnowaneededurgentlycoretopic.Theformationfactorsofloesscollapsemainlyincludetheslopegeometry,soilproperties,geologicalstructureplane,etc.Accordingtothecharacteristicsofslidingloesscollapseandfailingmodel,thi

7、spaperusedtheDEM(DistinctElementMethod)tomakeamechanicalanalysisforcollapsemass,andcalculateditsmotorprocess,alsocombinedwiththecomputergraphicstechnologyforvisualization.Itmainlyincludesthreeaspectsoftheresearchcontent:thec