浅谈坡面重塑应力状态对坡体稳定的影响

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1、合肥工业大学硕士学位论文坡面重塑应力状态对坡体稳定的影响姓名：阳栋申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王国体20100301摘要传统的边坡稳定分析方法是在假定滑动面的基础上，根据力和力矩平衡，计算安全系数，然后对安全系数小于安全标准的边坡进行加固。这些方法的缺陷是在稳定分析和设计过程中把土体视为刚体，没有考虑土体内部的应力应变关系，无法分析边坡破坏的发生和发展过程，而且没有考虑土体与支挡结构的共同作用及其变形协调。利用有限元软件能够模拟各种复杂条件下的边坡，而且能够获得边坡内土体单元的应力和位移情况。边坡常用加固方式大多是

2、挡墙、抗滑桩、锚杆和土钉等被动支挡方式，没有充分发挥土体的抗剪强度，而且随着土的主动变形增大，加固效果减弱。而借助扩大头的预应力锚杆对边坡进行应力重塑，能最大限度的利用土体自身的抗剪能力，用较小的代价保持边坡的稳定。本文初步介绍了有限元软件ABAQUS的功能及其在岩土工程中的应用，对有限元强度折减法及其在ABAQUS上的实现作了详细说明，并对有限元强度折减法模拟边坡破坏时，极限状态的判断标准作了对比分析。在开挖边坡上施加重塑应力，能够使边坡土体恢复到接近开挖前的受力状况，增强边坡的稳定性。本文阐述了应力重塑方法的基本思想及实现途

3、径，在ABAQUS平台上，通过对具体算例的模拟，分析了边坡开挖及重塑过程中应力变化规律。用温度场的变化控制材料参数的折减，从而用有限元强度折减法计算边坡重塑后的安全系数，作为评价重塑效果的依据。通过对比分析不同方向和大小重塑力作用下，边坡安全系数的变化情况，可以找出最佳的加载方式。对不同角度和高度的边坡施加不同大小和方向的重塑力，并进行强度折减，得出坡角和坡高对边坡安全系数及应力重塑效果的影响。同时，通过变动土体力学参数，分析其对坡体稳定和应力重塑效果的影响，得出应力重塑时安全系数随参数的变化规律。关键词：边坡稳定分析；安全系数

4、；应力重塑；ABAQUS；有限元强度折减法；坡高；坡角；土体力学参数EffectofRemouldingStressStateofSlopeSurfaceonSlopeStabilityABSTRACTThetraditionalmethodsofslopestabilityanalysiscalculatethesafetyfactoraccordingtotheforceandmomentbalancebasedontheassumptedslidingsurface，thenreinforcetheslopewhichwi

5、ththesafetyfactorlessthanthesafetystandards．Shortcomingsofthesemethodsareconsideringsoilasrigidbodyintheprocessofstabilityanalysisanddesign，failingtoconsideringstress—strainrelationshipwithin，unabletoanalysistheprocessofoccurrenceanddevelopmentofslopefailure，anddisre

6、gardingtheinteractionandcompatibilityofdeformation。Finiteelementsoftwarecanbeusedtosimulatetheslopeundercomplexconditions，andonecanobtainthestationofstressanddisplacementofsoilunitintheslopeMostcommonwaysofreinforcingslopeareusingretainingwall，anti-slidepile，anchor，s

7、oilnailandsuchpassiveretainingstructure，wihtoutfulluseofshearstrengthofsoil，andwiththeincreasingofactivedeformationofsoil，effectofreinforcementdecrease．However，resortingtoprestressedanchorwithexpansionoftheheadtoremodeltheslope，wecanmakefulluseofshearstrengthofsoil，a

8、ndmaintainslopestabilitywithlittlecost．ThispapersimplydescribesthefunctionofthefiniteelementsoftwareABAQUSanditsapplicationingeotec