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【6h】

地震作用下考虑拉-剪强度的边坡稳定性分析

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致谢

摘要

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 边坡静力稳定性分析研究现状

1.2.2 边坡动力稳定性分析研究现状

1.2.3 边坡稳定性分析判别方法

1.3 本文研究的目标、内容和方法

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 技术路线

2 岩土材料强度准则及二次开发

2.1 岩土本构理论

2.1.1 弹性本构模型

2.1.2 塑性本构模型

2.2 非饱和土的抗剪强度和抗拉强度

2.2.1 非饱和土抗剪强度

2.2.2 非饱和土抗拉强度

2.3 修正Mohr-Coulomb强度准则

2.4 ABAQUS二次开发

2.5 算例

3 边坡有限元分析方法

3.1 有限元强度折减法

3.1.1 强度折减法

3.1.2 静力有限元法

3.1.3 动力有限元法

3.1.4 弹塑性有限元法

3.2 人工边界

3.2.1 粘弹性人工边界

3.2.2 地震动输入

3.3 二维粘弹性边界算例

3.3.1 均匀半无限空间算例

3.3.2 波动输入问题算例

4.1 概述

4.1.1 边坡静力计算模型

4.2 饱和土边坡自重作用下稳定性分析

4.2.1 边坡基本分析

4.2.2 未考虑拉-剪强度Mohr-Coulumb准则

4.2.3 考虑拉-剪强度Mohr-Coulumb准则

4.3 非饱和土边坡自重作用下稳定性分析

4.3.1 边坡基本分析

4.3.2 未考虑拉-剪强度Mohr-Coulumb准则

4.3.3 考虑拉-剪强度Mohr-Coulumb准则

4.4 小结

5.1 概述

5.1.1 动力边坡计算模型

5.1.2 地震波的输入

5.2 边坡动力响应分析

5.2.1 边坡高度的影响

5.2.2 强度折减系数的影响

5.3 边坡动力稳定性分析

5.3.1 P波入射下不同边坡角度的稳定性分析

5.3.2 SV波入射下不同边坡角度的稳定性分析

5.3.3 P波斜入射下边坡动力稳定性分析

5.3.4 SV波斜入射下边坡动力稳定性分析

5.4 小结

6.1 主要结论

6.2 工作展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集

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摘要

地震作用在西南地区引起的大量的山体滑坡,对自然环境造成极大破坏,给居民生活带来了巨大的潜在危险。根据地震后对大量山体滑坡的实地勘察发现,在地震作用下大量坡顶区域土体处于拉剪受力状态,并且土体基本处于非饱和状态,这对地震作用下的边坡稳定性有很大的影响。本文针对上述情况,在前人的基础上主要完成了以下工作:
  1.由于经典Mohr-Coulomb强度准则由于过高估计拉剪强度,本文采用修正的Mohr-Coulomb强度准则分析边坡的稳定性。该准则修正了拉剪区域,考虑拉剪联合作用,更加准确合理地描述土的压剪强度、张拉-剪切耦合强度及多向拉伸强度特征。ABAQUS自带Mohr-Coulomb强度准则没有考虑土体的拉剪强度并且是建立在经典Mohr-Coulomb强度准则的基础上,所以根据需要自己开发用户材料子程序UMAT来分析。
  2.在自重作用下,建立了是否考虑拉剪强度和非饱和强度的四种工况,对比分析了拉剪强度和非饱和特性对边坡稳定性的影响。
  3.在地震作用下,基于粘弹性边界理论,为边坡稳定性分析提供精确的人工边界,使用修正Mohr-Coulomb准则和非饱和土的强度参数,来分析边坡的动力响应以及在不同坡角和不同入射角度下P波或SV波对边坡的稳定性影响。

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