基于PD理论的二维泥土边坡稳定性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

泥土边坡稳定性分析一直以来都是土木工程方面的重要研究课题，并且随着我国工程建设的不断开展，土地资源日趋紧张，泥土边坡的稳定性与边坡工程设计在实际工程中应用的越来越多，为了确保安全，工程对边坡稳定问题的可预测性和精确度也提出了越来越高的要求。

边坡失稳是由局部向整体演化的渐进破坏过程，由于边坡的组成材料往往是不均匀的，因此边坡内会存在初始较弱面，然后由于外力与环境的变化影响，造成弱面局部应力集中，从而出现破损。然后外力继续作用导致破损范围逐渐扩大，最终形成整体滑面，导致边坡破坏。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

1. 基于土体边坡适用的drucker-prager弹塑性连续介质力学本构模型，结合近场动力学基本理论，推导相关公式，建立土体的近场动力学数值本构。
2. 结合土体边坡的力学行为特点，确定合适的计算体系与方法，构建土体边坡的二维数值模型。
3. 对算例进行数值模拟与分析，结合强度折减法，模拟并计算得出土体的安全系数，并与使用ansys计算得到的结果进行对比，从而验证本文提出的数值模型的有效性和优越性。

2.2研究目标

以土体边坡的稳定问题为研究背景，基于近场动力学理论方法，建立合理的弹塑性本构及二维边坡模型，对土体边坡稳定问题进行数值研究并得到其安全系数、失稳状态下的运动趋势等结果，使得所得的结果，能够有效预测一定坡度情况下的泥土边坡力学行为，对失稳情况下的应力状态与破坏状况进行分析与研究。从而为工程中泥土边坡稳定性的具体破坏状况提供可靠依据。

3. 研究计划与安排

1-4周 阅读pd理论与泥土边坡稳定性相关文献完成开题报告。

5-7周 学习pd理论的基本理论知识与计算方法，由基于态的pd理论推导得出经典弹塑性本构方程，由drucker-prager准则，在pd框架下推导出drucker-prager 塑性本构方程。

8-9周 学习fortran语言，练习编程。

4. 参考文献（12篇以上）

【1】 xin lai. lisheng liu. qiwen liu. dongfeng cao. zhen wang. and pengcheng zhai. slope stability analysis by peridynamic theory [j].applied mechanics and materials vols. 744-746 (2015)

【2】 baker r.. determination of the critical slip surface in slope stability computations [j]. international journal for numerical and analytical methods in geomechanics.vol. 4, 333-359 (1980)

【3】 bui r.fukagawa h. h., sako k. and wells j. c. .lope stability analysis and discontinuous slope failure simulation by elasto-plastic smoothed particle hydrodynamics (sph) [j] geotechnique 61, no. 7, 565–574(2011).

【4】 emmrich e, lehoucq r b, puhst d. peridynamics: a nonlocal continuum theory [j] meshfree methods for partial differential equations vi. springer berlin heidelberg,:45-65(2013).