巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的幾個非線性問題的探討.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的不斷加大，鐵路、交通、能源、礦山、水利水電等工程領(lǐng)域不可避免的逐步形成了大量的巖質(zhì)高邊坡工程，這些邊坡工程中一般都存在著巖體穩(wěn)定性問題，有些問題已成為工程建設(shè)進(jìn)度與安全的重要制約因素。 自然狀態(tài)下的巖體經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代作用后，一般處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。由于工程建設(shè)的需要，巖質(zhì)邊坡需要進(jìn)行開挖、地應(yīng)力釋放、原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)打破、邊坡巖體應(yīng)力場重分布。而這種應(yīng)力場的重分布要靠邊坡

2、巖體自身來承擔(dān)。對于開挖邊坡而言，要分析其穩(wěn)定性需選用與其吻合的力學(xué)參數(shù)和分析方法。 本文的研究目的是解決有限元數(shù)值方法在分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性中的幾個非線性問題。其中關(guān)鍵問題包括：巖體松弛區(qū)劃分及各松弛區(qū)參數(shù)的確定；開挖等效荷載的分析及討論；開挖引起滲流場的變化及其力學(xué)效應(yīng)等。 本文以解決上述關(guān)鍵問題為主線，開展了以下工作： (1)基于AutoCAD的有限元前后處理開發(fā)的研究，主要包括使用超單元法自動剖分網(wǎng)格，并采用

3、AD算法對劃分后的網(wǎng)格結(jié)點編號進(jìn)行優(yōu)化等； (2)編制了可以考慮拉剪破壞和壓剪破壞的平面非線性有限元程序，并對程序編制中存在的非線性問題進(jìn)行了探討，并給出了相應(yīng)的解決辦法； (3)基于巖體的聲波測試、巖體力學(xué)實驗及巖體質(zhì)量評價等手段，對巖質(zhì)邊坡的松弛區(qū)范圍和相應(yīng)區(qū)域的力學(xué)參數(shù)的確定進(jìn)行了研究； (4)討論了開挖等效荷載產(chǎn)生的原因及計算方法； (5)討論了開挖引起的滲流場的變化及其力學(xué)效應(yīng)的研究，并給出了相應(yīng)的解決