【博士】軟土地基路堤變形和穩(wěn)定性分析與預(yù)測【2005】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程（地下結(jié)構(gòu)）　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)　　學(xué)位年度： 2005年　　本文綜述了國內(nèi)外在軟土地基路堤變形、路堤穩(wěn)定性及相應(yīng)的預(yù)測方法等方面的最新成果。在理論和方法上建立和完善了軟土地基路堤變形和穩(wěn)定性的分析、預(yù)測的理論與方法。其研究結(jié)果將對我國公路、鐵路、水利、建筑、機場以及碼頭等軟土地基路堤工程建設(shè)具有重要的參考價值與社會效益。本文圍繞這一課題，主要完成了如下的研究工作：　　在軟土路基路堤變形研究方面，推導(dǎo)得出了Biot固結(jié)方程在土層頂面透水、底面不透水的有限厚地基，頂面透水的半無限地基，以及地基表面受集中荷載、均布荷載及隨時間而變的荷載時的解析解。并據(jù)以對路基頂面受均布荷載作用下路基內(nèi)部應(yīng)力、孔隙水壓力和地面沉降等隨時間的變化規(guī)律進行了研究。文中還編制了Biot固結(jié)理論的有限元程序，并系統(tǒng)研究了填土寬度、高度、剮度以及路基土剛度等因素對路堤的變形和穩(wěn)定性的影響。　　在軟土路基路堤穩(wěn)定性研究方面，在分析總結(jié)前人研究成果基礎(chǔ)上，提出了加筋路堤簡化Bishop穩(wěn)定系數(shù)公式，即采用圓弧內(nèi)部穩(wěn)定系數(shù)、圓弧外部穩(wěn)定系數(shù)、以及整體穩(wěn)定系數(shù)恐分別表示三個不同的穩(wěn)定狀態(tài)，并將其中的最小值定為加筋路堤的穩(wěn)定系數(shù)K。另外重點研究了加筋路堤穩(wěn)定性分析的滑移線場解法，編制了滑移線法程序，并利用研究結(jié)果對一算例進行了驗算，其結(jié)果能較好地模擬加筋路堤的破壞和相應(yīng)的滑移面位置?！　≡谲浲恋鼗返套冃闻c穩(wěn)定性預(yù)測方法研究方面，提出了遺傳算法與模擬退火耦合的路堤變形與穩(wěn)定性預(yù)測方法，并編制了反演分析程序，并提出以坡腳下路基內(nèi)最大水平變形增量和路堤中心地面垂直變形增量比值作為路堤穩(wěn)定控制標準。利用該研究成果對一算例進行變形和穩(wěn)定性預(yù)測，反分析得到的土性參數(shù)的精度很高，預(yù)測的結(jié)果與現(xiàn)場觀測情況吻合較好。　　

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