發(fā)布時間：2020-07-05 10:44

【摘要】：傳統(tǒng)有限元強度折減法采用線性強度準則來分析邊坡的穩(wěn)定性,然而,大量實驗結果表明巖土材料大多遵循非線性的強度準則,尤其在低應力區(qū),其非線性特征十分顯著,因此,近似將非線性強度準則簡化為線性強度準則會導致巖土體穩(wěn)定性計算方面的偏差。本文以目前常用的兩種非線性強度準則(即廣義Hoek-Brown(HB)準則和非線性Mohr-Coulomb(MC)準則)為例,對基于應力點瞬時線性化強度參數的廣義強度折減法(GSRFEM)進行研究,主要研究內容如下:(1)兩種HB參數折減法研究:比較由σci、GSI和mi組合成的四種參數折減方案的折減效果,分析HB參數折減優(yōu)選方案和等效MC參數折減法的適用范圍;(2)廣義強度折減法研究:以HB準則為例,分析單元均一化瞬時線性化參數折減(Element-IL-SSRFEM)和應力點瞬時線性化參數折減(Point-IL-SSRFEM)兩種方法的差異,探討廣義強度折減法的合理性;(3)三種瞬時線性化方法研究:以HB準則和非線性MC準則為研究對象,利用廣義強度折減技術,評價最小化安全系數法(ILmin_FOS)、幾何關系法(ILGeo)和二分試算法(ILBisec)三種方法的求解效果。通過上述研究,本文獲得的成果如下:(1)對于非線性HB準則,三參數等比折減優(yōu)選方案和等效MC參數折減法兩者的計算結果只有在HB強度參數的取值較小時才有參考價值;(2)數值結果表明,與Element-IL-SSRFEM相比,Point-IL-SSRFEM對有限元網格劃分的要求低,在計算結果精度和計算效率方面有突出優(yōu)勢,因此,基于應力點瞬時線性化強度參數的廣義強度折減法是可行的;(3)對于同一應力狀態(tài),三種瞬時線性化方法確定的瞬時MC強度參數是相同的,因此,在廣義強度折減法中,改變瞬時線性化方法對其計算結果的影響甚微;(4)在廣義強度折減法中,使用不同的瞬時線性化方法會導致計算效率方面的差異,對于HB準則,ILGeo-GSRFEM因在計算效率方面的優(yōu)勢而被推薦使用,對于非線性MC準則,推薦使用的則是ILmin FOs-GSRFEM。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU43
【圖文】：

ｅｋ－Ｂｒｏｗｎ準則在ｒ－＜ｒ？空間的表達式逡逑［４９＾據巖體破壞時ＨＢ強度包線與Ｍｏｈｒ圓在＾－＾空間的幾何關系Ｂ準則正應力？和剪應力ｒ的表達式（具體的推導過程見３．１．１）和式（２－６）所示，逡逑Ｗ邐？＋：）：邐（ａｍｂ（ｍｂ＜７ｊａｃｉ＋ｓ）邋＋２逡逑＜ＴｃＡｍｈ＜ＪＪ＜Ｊｃｉ＋ｓＹ邐ｆ邐ａ＼邋丫１逡逑ｘ邋＝邐７＾邐：邐—ｐ—邋ｌ邋＋邋ｍｂ＾－邋＋邋ｓａｍｈ（ｍｂｃｒｊ（７ｃｌ＋ｓ）邋＋２邋＾邐Ｖ邐）逡逑強度準則在�。海�0？？空間的表達式為逡逑／邋＼ａ￣ｌ逡逑＇Ｉ：邋＝邋（ＣＪｎ－（Ｊｉ）＾ｘ邋＋邋ａｍｂ邋ｍ＾邋＋邋ｓ＼邐Ｖ邋＾Ｃｉ邋）逡逑是根據式（２－７）繪制的ＨＢ強度包絡線，展現(xiàn)了邋ｔ和％之間的非線．逡逑

逡逑在圖２－３中，對比四種參數折減方案對抗剪強度的降低效果，發(fā)現(xiàn)三種兩參數逡逑等比折減方案對抗剪強度的降低幅度均小于參照折減，而三參數等比折減方案對逡逑抗剪強度的降低幅度大于參照折減，四種方案的折減效果為：＆／、和ＧＳ／的等逡逑比折減方案＞＆／和的等比折減方案＞邋ＧＳ／和ｍ，的等比折減方案＞＆，和ＧＳ／的等比逡逑折減方案。由此可知，不同的ＨＢ強度參數會對抗剪強度產生不同訥影響，＆，＋、ＧＳ／逡逑和三者的作用效果如下：ｍ，＞＾＞ＧＳ７；而且，抗剪強度的降低幅度與折減參數逡逑的個數有關，對ＨＢ強度參數考慮的越全面，抗剪強度的降低幅度越顯著。逡逑２．３．２算例分析逡逑圖２－４為兩個巖質邊坡算例的幾何尺寸和網格劃分，邊坡巖體的物理力學參數逡逑如表２－２所示。逡逑（３０ｍ邐）逡逑卜逡逑＜邐邐邐匕邐邐邐＞逡逑（ａ）邐７０ｍ逡逑＜邐５５ｍ邐＾逡逑（ｂ）邐１０５ｍ逡逑圖２－４邊坡尺寸及網格劃分：（ａ）算例１；邋（ｂ）算例２逡逑Ｆｉｇ．２－４邋Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｅｌｅｍｅｎｔ邋ｇｒｉｄｓ邋ｆｏｒ邋ｓｌｏｐｅ邋ｅｘａｍｐｌｅｓ：邋（ａ）邋ｅｘａｍｐｌｅ邋１；邋（ｂ）邋ｅｘａｍｐｌｅ邋２．逡逑表２－２邊坡巖體材料參數逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－２邋Ｍａｔｅｒｉａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｆｏｒ邋ｔｗｏ邋ｓｌｏｐｅ邋ｅｘａｍｐｌｅｓ逡逑邊坡參數邐五／ＭＰａ邐ｖ邐ｙ／（ｋＮ／ｍ３）邐ｆｆ？／ＭＰａ邐ＧＳＩ邐ｍ

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2742495