带岩桥岩质边坡的塑性极限分析上限法研究.doc

带岩桥岩质边坡的塑性极限分析上限法研究随着我国现代化进程的加快,边坡稳定性在交通运输工程、水利水电工程、能源工程等重要工程中显得越发重要,尤其是岩质边坡稳定性的研究。本论文研究选题源于国家自然科学基金项目:层状岩质边坡倾倒破坏的塑性极限分析法研究(51564026),以带岩桥的岩质边坡为研究对象,采用极限分析上限法研究岩桥的极限承载力,主要研究内容如下:(1)阐明了带岩桥的岩质边坡稳定性的研究意义,介绍并总结了边坡稳定性分析方法、塑性极限分析法的发展与研究现状、岩桥的力学性能和破坏原理及其发展与研究现状。(2)介绍了塑性极限分析法的基本理论、极限状态,极限分析上限法的定理证明及其推论。(3)提出了一种基于刚性块体系统的分析带岩桥的岩质边坡稳定性的新方法,即基于刚性块体系统的带岩桥岩质边坡塑性极限分析上限法。采用刚性块体单元模拟边坡,结合塑性极限分析上限法、块体元离散技术和非线性数学规划,建立求解超载系数和强度储备系数的非线性数学规划模型,并利用序列二次规划算法对该模型进行求解。最后通过对三个带岩桥的岩质边坡进行求解分析,并将其结果与其他方法的计算结果做了对比分析,验证了该方法的正确性。(4)提出了一种基于复合单元的带岩桥的岩质边坡稳定性的新方法,即基于复合单元的带岩桥岩质边坡塑性极限分析上限法。介绍了岩桥的力学性能和破坏机理。采用复合单元法模拟带岩桥的岩质边坡,结合塑性极限分析上限法、块体元离散技术、有限元离散技术和线性数学规划,建立求解极限荷载或最小安全系数的线性数学规划模型,并利用内点算法进行求解。最后对两个岩质边坡算例进行求解分析,并将其结果与其他方法的计算结果做了比较分析,验证了该方法的正确性。(5)对本文的研究内容进行总结并对本文方法的进一步研究进行展望。