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基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析

陈丽刚

   边坡稳定性分析是一个非常复杂的工程,也是边坡设计及其治理的核心内容。在影响土质边坡稳定的各因素中,水的渗流作用不容忽视。经过多年实际工程经验的积累和总结,研究人员提出了多种考虑渗流作用的简化方法,如:代替容重法和静水压力法,但这些简化方法是不合实际的。实际上,渗流场与应力场之间是相互影响、相互作用的,且处于一种复杂的动态变化过程中,构成流固耦合关系。因此研究渗流场和应力场耦合对边坡的稳定性具有理论及现实意义。 本文以土坡稳定分析理论为基础,结合有限元强度折减法理论,研究了基于ABAQUS软件的以位移突变、塑性区贯通作为强度折减法评价边坡失稳的判据,算例对比分析表明该法在评价土体边坡的稳定性分析上是可行的、合理的;阐述了渗流的有限元分析原理,得出渗流浸润面和溢出点的求解方法,从而求出渗透力,实现ABAQUS软件对渗流的数值模拟计算;基于渗流场与应力场耦合的相互作用机理,通过有限元分析,研究了考虑水渗流作用的有限元强度折减边坡稳定安全系数的计算方法,并结合算例进行渗流场和应力场的非耦合和耦合两种情况下的边坡稳定性分析计算,得出渗流对边坡稳定有着显著性的影响,而耦合与非耦合对边坡稳定影响不大,甚至可以忽略不计;最后分析了粘聚力、摩擦角、水头、渗透系数等因素对边坡稳定性的影响,给出了在实际工程中对渗流进行简化计算的条件和可忽略渗流影响的条件。 本文对水的渗流作用对边坡稳定性影响进行分析,研究了考虑渗流作用的边坡稳定安全系数计算的有限元强度折减法,为边坡工程的设计和施工提供理论依据。……   
[关键词]:数值模拟;边坡稳定;流固耦合;渗流场;有限元强度折减法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年