导　　师： 谷任国

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 边坡稳定性是一个多尺度问题,边坡模型可简化为微观颗粒尺度、细观材料尺度和宏观场地尺寸三种不同尺度。在边坡稳定性研究中,现有成果只基于连续介质力学或非连续介质力学理论进行临尺度或跨尺度的研究,缺乏系统的对比分析,且边坡细观破坏机制研究还不够完善;同时传统的PFC-FLAC耦合界面是通过简单的Socket I/O通信接口进行两个软件的数据传递,计算过程复杂。本文结合强度折减法,分别采用FLAC连续元软件和PFC离散元软件进行边坡稳定性分析,同时利用基于重力差值法理论的连续-离散耦合算法进行边坡稳定性多尺度分析,主要研究成果如下:1)利用FLAC软件进行边坡稳定的连续元数值模拟,通过记录不同折减系数下边坡的位移场、剪切带和塑性区变化,揭示了边坡失稳破坏的过程,同时总结得到剪切带贯通和特征点位移突变可以作为边坡失稳的判据,并对连续元的网格单元敏感性进行了分析讨论。2)基于PFC三轴固结排水数值试验,结合宏观剪切强度(应力莫尔圆包络线)和材料本构特征标准值(应力-应变曲线)两种参数匹配方法,采用控制变量法总结细观参数与宏观参数的关系,并对给定的宏观参数进行细观参数标定。3)利用PFC软件进行边坡稳定的离散元数值模拟,从位移场、速度场、转角场等方面对边坡失稳全过程的宏观现象展开分析,并详细的分析了边坡剪切带形成与演化过程,以及滑体和稳定体的细观机理变化,如转角、力链、接触和孔隙率的演化,揭示了边坡失稳过程中内在机理变化,同时也对离散元和连续元两种边坡计算法的异同点以及优缺点进行了讨论。4)利用基于重力差值法理论的连续-离散耦合算法进行边坡稳定性多尺度分析,验证了FLAC3D中耦合算法的合理性,同时将耦合算法推广应用于三维边坡模型,并提出分步耦合的概念,有效的解决了连续元存在的网格依赖性问题。更多还原

关 键 词： [7502127]边坡稳定性 连续元法 [5862478]剪切带 [4303894]离散元法 连续-离散耦合法

分 类 号： [TU43]

领　　域： []