土工格栅加筋边坡的最小势能稳定性分析方法及程序开发

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基础设施建设中存在大量的边坡,其一旦失稳就会造成了巨大的经济损失和人员伤亡,为了减小发生边坡失稳的概率,提高边坡的安全性和整体性,通常需要对边坡进行加固处理。加固处理方式之中,土工格栅加筋不仅可以有效解决边坡失稳问题,而且其节省材料、施工快捷方便,目前在实际工程中广泛应用。但是,简洁且便于工程应用的土工格栅加筋稳定性分析方法仍需发展完善,因此,本文基于最小势能原理,建立了土工格栅加筋边坡的二维和三维稳定性分析方法,并且利用MATLAB软件开发了相应的程序,具体内容与成果如下:(1)针对土工格栅加筋均质边坡,在构建二维模型时,考虑了土工格栅弹性拉伸存储的势能及其与土体接触面之间摩擦存储的势能,建立了土工格栅加筋边坡二维最小势能稳定性分析方法。通过算例进行对比分析,验证了该方法的合理性。(2)在二维分析方法的基础上,针对三维土工格栅加筋均质边坡,考虑了土工格栅弹性变形势能及其与土体接触面之间的势能,构建系统势能模型,提出了三维土工格栅加筋边坡最小势能稳定性分析方法。通过算例进行对比分析,结果表明该方法与其它方法计算的结果较为一致,并得到了土工格栅长度与层间距离对安全系数的影响规律。(3)基于以上建立的二维、三维分析方法,采用MATLAB开发了土工格栅加筋土边坡稳定性分析程序,便于分析计算与工程应用。
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