土坡失稳破坏过程及损伤机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，我国经济建设高速增长，随之而来的是大量基础设施的建设，如铁路，高速公路，路堤，土石坝等，几乎在所有的建设中，边坡问题随处可见。并且由于滑坡产生的经济损失和人员伤亡是十分巨大的，可以导致交通中断、人员伤亡、工程建设受阻，例如2001年五月一日重庆市武隆县发生的滑坡，滑坡体积仅1.2万立方米，摧毁了一幢9层商住楼，造成79人死亡，中断319过道4昼夜。土坡失稳所产生的滑坡现象现已与地震和火山并成为全球性三大地质灾害。因此，对于边坡稳定性的分析就显得尤为重要。

在土木工程领域，边坡稳定性分析是一项重要的、富有意义的且极具挑战性的工作，与边坡稳定性相关的探索进一步促进了我们对于复杂岩土力学的了解。过去的几十年间，我们认识到坡体的物理力学性能会随着时间的变化而发生变化，因此，原有的室内外实验手段的局限性逐渐凸显，更为有效的仪器以及软件被开发用以观察边坡的力学行为。相对于现场试验而言，我们可以采用计算机分析边坡稳定性演化行为的全过程。

土坡工程研究的目的是通过对边坡稳定性进行分析与评估，确定当前计划的土坡是否具有充分的稳定性，若稳定性不满足，则要提供实际工程可靠的土坡结构，或者对现有的具有危险性的土坡进行人工处理，加强其抗剪强度，以此提高工程总体经济效益。因此，边坡稳定性研究成为土坡工程研究的中心。

2. 研究内容和预期目标

1.介绍土坡土体失稳的危害，阐述了当前分析边坡稳定性最主要的方法，列出极限平衡法、极限分析法和有限元法各自的的优势。

2.对大型有限元软件abaqus做详细的介绍，并对如何在abaqus中使用强度折减有限元法做了大致说明；分析强度折减有限元法中对失稳的判断标准，并通过算例比较三个标准。

3.对土体本构模型做大致介绍并分析其优缺点；对土体的屈服准则、流动法则、硬化规则做基本介绍。

3. 研究的方法与步骤

针对强度折减有限数值分析方法对土坡进行稳定分析，主要包括：

1. 以大型有限元分析软件ABAQUS为平台，通过算例，证明采用ABAQUS和强度折减法能够对土坡进行合理、有效的稳定性分析。
2. 通过算例，分析土体的计算参数如计算范围、内摩擦角、粘聚力、弹性模量、泊松比等对土坡稳定安全系数的影响。
3. 通过计算云图，分析土坡失稳的破坏过程。
4. 使用不同的网格划分形式，包括疏密与单元的不同，找到网格划分的最佳方案。
5. 对边坡加固方案进行介绍，并证明抗滑桩对土坡稳定性的提升。

4. 参考文献

1. 费康,张建伟.ABAQUS在岩土工程中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2013.
2. Duncan J.M,Wright S G and Brandon T L.Soil Strength and Slope Stability[M].王荣鲁,薛凯喜,赵妍,孙粤琳,何兰超，译.北京:中国水利水电出版社,2016.
3. 马晓雨.基于强度折减有限元法的土坡稳定性分析研究[D].大连:大连理工大学,2008.
4. 郏建磊.基于强度折减法的均质土坡稳定性研究[D].重庆:重庆大学土木工程学院,2007.
5. 王克东.基于模型试验和数值分析的粗粒土边坡稳定性研究[D].南京:河海大学岩土工程研究所,2006.
6. 张玉红,杨庆丽.土体本构模型评述[N].佛山科学技术学院学报,1998.
7. 马晓雨,李池,卢香果.强度折减有限元法土坡失稳判据分析均质土坡[N].邯郸:河北工程大学学报,2009.

5. 计划与进度安排

1. 3月16日-3月22日 文献检索，提交开题报告
2. 3月23日-4月5日 论文研究，提交外文翻译初稿
3. 4月6日-5月17日 论文研究，提交论文初稿
4. 5月18日-5月24日 论文修改，提交论文终稿
5. 5月25日-5月31日 答辩报告准备（PPT形式）
6. 6月1日-6月7日论文答辩