基于滑移线场理论的高填路堤稳定性研究

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1、分类号学号M201373149学校代码10487密级硕士学位论文基于滑移线场理论的高填路堤稳定性研究学位申请人：江彬学科专业：建筑与土木工程指导教师：汪华斌教授答辩日期：2015年5月18日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyontheStabilityofHighFillEmbankmentBasedonSlip-LineTheoryCandidate：JiangBinArchite

2、cturalandCivilMajor：EngineeringSupervisor：Prof.WangHuabinHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay.18,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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结果由本

3、人承担。学位论文作者签名：日期：年月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，即：学校有权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。本人授权华中科技大学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。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要在自重、降雨、外部载荷等因素的作用下，

4、高填路堤出现了各种不同形式的破坏。研究高填路堤稳定性，可以有效的防治路堤失稳破坏，避免不必要的经济损失。本文借助有限元软件Abaqus进行数值模拟分析，编写基于滑移线场理论的有限元后处理Matlab程序，对高填路堤在不同工况条件下的稳定性进行研究。首先，本文对滑移线场理论进行了大量的文献调研，阐述了滑移线场理论的基本原理。其次，首次利用滑移线场理论，探究高填路堤在不同工况条件下稳定性的基本规律。数值模拟结果表明：高填路堤三台阶情况下，增大第三台阶的高度，路堤安全系数增大；在第一台阶和第三台阶坡度不变情况下，放缓第二台阶坡度，路堤

5、安全系数增大；在不同的换填土强度参数情况下，安全系数随着内摩擦角和黏聚力的增大而增大，但是增大趋势有所减缓。当内摩擦角增大到30°、黏聚力增大到30kPa的时候，对塑性区范围和临界滑动面的位置影响逐渐减弱，其中内摩擦角对塑性区的范围影响更大。根据临界滑动面的变化趋势和最小安全系数，建议换填后的材料强度参数应选取黏聚力大于20kPa、内摩擦角大于20°。最后，选取广佛肇高速典型高填路堤作为分析实例，分析了高填路堤基底在换填前后的安全系数和临界滑动面的变化趋势。数值模拟结果表明：换填后，路堤安全系数有了较大幅度的提高，并且大于1.3

6、00，临界滑动面逐渐上移，滑动土体范围逐渐变小；验证了原设计方案的可靠性，提出了安全经济的台阶高度组合设计方案。关键词：高填路堤有限元滑移线场理论临界滑动面安全系数I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheactionofweight,rainfall,andexternalload,couldleadtotheemergenceofavarietyofdifferentformsofdestroyingofhighembankment.Studyonstabilityofhighfillembankmentcaneffe

7、ctivelycontrolfillingfailuretoavoidunnecessaryeconomiclosses.Inthisthesis,thestabilityofthehighembankmentunderdifferentworkingconditionswasstudiedbytheaidofAbqausandMatlabprogramofslip-linefield.Firstly,alotofliteraturesurveyonthetheoryofsliplinefieldwasmadeinthisthe

8、sis,andthebasicprincipleofslip-linefieldtheorywasdescribed.Afterwards,thebasiclawofhighembankmentstabilityunderdifferentworkingcond