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随着国民经济的发展,为保护人民的生命财产安全,沿海堤防工程越来越受到重视,而堤坝的稳定性分析以及优化设计是加强海堤工程建设的主要问题之一。当堤坝位于软基之上时,由于软土变形时效特性的影响,建立有效的稳定性评价方法显得尤为重要。根据调研可知,相当数量软基上海堤失事是由于软土变形造成,因此在对这一类海堤进行分析时应该将堤基和堤身作为整体,既考虑堤身重量及所受各类荷载对堤基变形和稳定的影响,又要考虑由于堤基变形对堤身所产生的附加应力及附加变形的影响。所以,基于共同作用的理论对软基上海堤进行稳定分析和优化设计研究具有十分重要的意义。 本文在总结前人研究成果的基础上,通过理论分析和数值分析,对软基上海堤的破坏特征、在各种荷载作用下的变形性状和应力水平以及整体稳定特性等进行了系统的研究,主要内容和结论如下: 1.通过广泛调研,阐述了广东沿海的海堤地质状况,分析了软土地基对海堤结构产生的影响,系统归纳了海堤的研究现状以及发展趋势,指出软基上海堤的优化设计应该从堤坝结构型式、筑堤材料、软基加固、和施工工序等四个方面考虑。 2.在已有研究成果的基础上,通过分析软土变形时效特性,以及渗流场和应力场共同作用的原理,建立了软土地基上海堤数值分析模型,并以珠海某导流堤工程作为验证实例进行了数值分析和实测值对比,计算结果表明了所建模型和计算方法的正确性。 3.根据所建模型和上下部共同作用理论,选择典型断面形式把坝身和坝基视为整体进行有限元分析,通过所获得的大量计算结果对广东省沿海软土地基上海堤在不同荷载条件下的应力场和应变场进行了分析。计算结果表明:在自重荷载作用下,当地基比较均匀时,应力场和应变场的分布都是比较均匀的;当考虑渗流、波浪力等外力和自重荷载共同作用时应变场的均匀性发生明显变化,位移矢量向下游方向发生偏移,应力水平也出现局部高值。这些变化在水力梯度较大的坝身出逸处和浅层基础部分尤为明显,表明自重应力场和渗流场的耦合分析在堤坝稳定评价中是有重要意义的。 4.根据有限元强度折减理论,分别对自重情况下和渗流情况下海堤整体稳