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巖土工程畢業設計開題報告(文獻綜述+大綱)
添加時間:2019-10-29

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巖土工程畢業設計開題報告

  論文題目:巖土工程中治理邊坡不穩定性的技術研究

  一、論文背景和意義

  隨著國民經濟的多元化、國際化發展,巖土工程建設一直以上升趨勢增長,國家重點在對西部道路開發的基礎上,以巖土工程、公路建設為主,在這些工程的改建、投資中,由于所在地質地貌的不同情況,氣候影響,自然條件、生態等因素給工程帶來的重重困難,國家投入了大量的資金,可見國家對此工程的重視程度。巖土工程的開發過程中,高填深挖的現象不計其數,工程投資大、工期長,給質量的保障帶來了極大的困難、挑戰;在開挖的過程中,巖質邊坡的現象時有發生,惡劣的環境中難免會導致水土的流失,將大量植物淹沒、破壞,同時誘發各種不同的地質災害。因此,對于巖土邊坡的防護已經成為國家及有關部門考慮的重點問題。要想有很好的防護措施,就必須在技術方面和科技方面不斷地創新、引進,同時借鑒國外發達國家一些成功實驗,開展科研活動,對我們今后的巖土工程發展具有舉足輕重的意義。

  然而,在巖土邊坡的分析、治理、防護等過程中,對其穩定性進行有效的分析、評價、合理地采用已經成為當下挑戰、解決的一大難題。本文在研究中,對巖土邊坡的破壞成因與工程地質地貌相結合進行分析,提供理論依據;對其穩定性進行分析、計算,得出合理的穩定性指標參數;在穩定性的研究、計算中,分析不同條件中的穩定指標,并對其進行評價;另外,在治理邊坡不穩定、防護的同時,傳統與現代相結合,找出更適合于巖土邊坡的治理方法,從而進行合理、有效、經濟的施工。

  二、國內外研究現狀

  巖土工程建設中,對于巖土邊坡的不穩定性進行有效防護、合理經濟治理是巖體力學中的一部分研究、學習的重點內容。此學科經過多年的發展、研究,與工程活動等息息相關,是一門較為獨立的工程力學學科。邊坡的不穩定與巖土的地質地貌有關,與人為的各種因素緊密相連,在邊坡結構與造型的影響中,導致邊坡的不問性多樣化。因此,邊坡的不穩定造成、發生是時有發生,對其進行計算、評價已經成為研究的重點。

  1、國外研究現狀

  諸多學者對其進行了不同的計算分析,很早以前,瑞典學者彼得森采用極限平衡分析法對巖土邊坡的不穩定性治理進行了深入研究,在他的研究中,提出圓弧法,即如果某邊坡滑動面受到嚴重破壞,將可以通過此滑動面的平衡條件計算出其穩定指標、系數。1936 年,瑞典學者費倫在前者學者的基礎上,研究出瑞典條分發,此種方法的研究中,注重忽視條間之間的作用力。學者戴利卻在研究條間作用力的方案中,得出精確度極高的條分法。在此后的不斷鉆研中,國外各類學者詹布等人假設條間側向力的位置、方向,推算其安全、穩定系數,直到 1980 年以后,此種方法已經較為成熟。1987 年后,學者布魯斯等人在各條間側向力的位置、方向的推算中,逐步推算出總的穩定、安全指標參數。

  2、國內研究現狀

  我國在巖土工程邊坡的治理、防護等研究相比國外較晚。1952 年,著名工程師學者李金成等人采用極限分析法對巖土邊坡進行分析、計算,在滿足平衡且不違背規則的情況下,大膽假設破壞負荷的下限,通過流動法則計算上限。

  1975 年,學者陳惠發在假定邊坡裂面的同時,將其作為對數螺線,依據線性的不同特點以及巖土邊坡的穩定特點對其進行極限分析,從而得出準確的上限數值。1977 年,著名學者潘家錚等人極大值與極小值原理上的分析中,盡可能的對傳統分析法中的漏洞進行彌補。1984 年,學者孫君實在極限理論的模糊特點中,構建其模糊極限理論,得出一套雙層復形計算方法。直到 1998 年后,著名學者陳祖陽對前者的結論進行有效的論證。學者林紅勛在巖土邊坡的非線性研究中,假設滑移線數為對數螺線,利用反分析的思維方法將其進行簡算,并進一步計算出材料的強度指標。在對巖土邊坡的治理分析中,諸多學者也采用隨機理論分析法對其進行分析、計算、研究,早在 1983 年,學者朱玉雪等人利用計算機構建其系統軟件,運用系統軟件對巖土邊坡的穩定性、安全性進行有效、可靠的分析、計算。雖然我國在這方面的研究相對較晚,但后來在諸多學者的鉆研、探究中,不斷地做出了一次又一次的成果,值得后人欣慰、借鑒。隨著社會經濟、科技、教育等的多元發展,大量學者在這方面的研究中又提出了一種數值分析法,被越來越多的人使用。

  三、本文主要研究內容和工作

  根據上述的了解中,本文在巖土工程中,對于邊坡的不穩定性進行研究,其研究思路、綜合治理方法具體有幾個方面的研究。首先,在收集、閱讀、了解關于巖土工程建設中,邊坡不穩定性的防護措施、合理經濟治理的相關大量國內外參考文獻基礎上,對巖土邊坡的不穩定性進行分析、計算,并將個人觀點及其對問題的存在、處理上進行了探析;此工程的建設中,巖土邊坡的失穩性分析,采用極限平衡分析方法,此種方法的缺點是無法對巖土材料的非線性應力全面考慮。因此,本文在研究中,加入彈塑性有限元法進行分析、模擬,并對其理論性的相關知識進行了解,同時,為了工程在實際應用中得到實用的效果,將降低材料強度,并用此方法分析、計算邊坡的穩定、安全系數,并得出相應的計算方法。在工程的實際應用中,為了確保邊坡的失穩,災害的發生,公路的正常運行,本文在分析邊坡穩定性的基礎上,綜合分析其不良現象,究其原因,尋求合理、經濟有效的防護、治理措施。為了進一步正式本研究的真實、可靠、可行性,本文將采用實例的方法進行實驗事實論證,并進行模擬分析、計算,找出其總體的安全系數,尋求最佳的治理、防護措施方案。

  四、論文研究提綱

  目 錄

  第一章 緒 論
  1.1 背景和意義
  1.2 研究狀況
  1.3 發展趨勢
  1.4 創新與不足
  1.5 本文主要研究內容和工作

  第二章 巖土邊坡失穩破壞形式與機制
  2.1 基本概念
  2.2 破壞形式與影響機制
  2.3 影響因素的分析
  2.3.1 巖土邊坡巖體結構因素的影響
  2.3.2 力學因素的影響
  2.3.3 水因素的影響
  2.3.4 其它因素的影響

  第三章 邊坡穩定性的分析計算方法
  3.1 分析計算方法
  3.1.1 定性分析法
  3.1.2 定量分析法
  3.1.3 瑞典條分法
  3.1.4 非確定性分析法
  3.1.5 畢肖普條分法
  3.1.6 現場監測分析法
  3.2 存在的問題

  第四章 邊坡彈塑性有限元理論
  4.1 彈塑性的基本理論
  4.1.1 概述
  4.1.2 巖土塑性力學基礎
  4.2 常用的彈塑性模型
  4.3 有限元基本理論
  4.3.1 概述
  4.3.2 平面八結點等參單元數學分析
  4.4 彈塑性有限元的程序實現
  4.5 強度折減法計算安全系數

  第五章 邊坡的綜合治理
  5.1 概述
  5.1.1 巖土邊坡治理的原則
  5.1.2 滑坡模式
  5.2 巖土邊坡的淺層治理
  5.2.1 地面排水
  5.2.2 截水溝設計
  5.2.3 坡面防護
  5.2.4 沖刷防護
  5.3 巖土邊坡的深層治理
  5.3.1 排除深層地下水
  5.3.2 土釘支護
  5.3.3 錨固技術
  5.4 深淺層結合的治理
  5.4.1 擋土墻
  5.4.2 抗滑樁
  5.5 本章小結

  第六章 工程實例
  6.1 工程實例
  6.1.1 工程地質條件
  6.1.2 水文地質條件
  6.1.3 不良地質條件
  6.1.4 巖土的物理力學參數試驗
  6.1.5 有限元模型建立及結果分析
  6.1 工程實例
  6.2.1 巖體綜合強度指標
  6.2.2 數值模型及邊界條件
  6.2.3 高邊坡穩定性分析
  6.2.4 預應力錨索格子梁加固邊坡有限元分析

  第七章 結論
  參考文獻
  致謝

  五、論文研究進度安排

  1、選題:20xx年8月20日——20xx年3月9日

  2、開題報告:20xx年3月10日——20xx年3月24日

  3、收集資料及實施研究:20xx年3月25日——20xx年3月31日

  4、完成初稿:20xx年4月1日——20xx年4月10日

  5、完成修改稿:20xx年4月11日——20xx年6月16日

  6、完成定稿:20xx年6月17日——20xx年6月21日

  7、答辯:20xx年6月22日——20xx年6月25日

  六、論文主要參考文獻

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  [2] Atzeni C, Barla M, Pieraccini M, et al. Early warning monitoring of natural and engineered slopes with ground-based synthetic-aperture radar[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering,2015, 48(1): 235-246.

  [3] 趙尚毅,鄭穎人,王建華,等。基于強度折減安全系數的邊坡巖土側壓力計算方法探討[J]。巖石力學與工程學報,2010,29(9):1760-1766。

  [4] 尹 宏 磊 , 徐 千 軍 , 李 仲 奎 . 膨 脹 變 形 對 膨 脹 土 邊 坡 穩 定 性 的 影 響 [J]. 巖 土 力學,2009,30(8):2506-2510.

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  [6] 杜太亮.巖質邊坡智能化位移反分析及工程應用[D].重慶:重慶大學 2006

  [7] 董建華,董旭光,朱彥鵬.隨機地震作用下框架錨桿錨固邊坡穩定性可靠度分析[J].中國公路學報,2017,30(2):41-47.

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