复杂地质体三维数值计算模型生成技术及应用

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本文采用了 GOCAD三维建模软件和ABAQUS有限元计算软件对贵广线平寨滑坡进行了建模分析,获得了一些有用的结论如下:1.GOCAD的SGRID单元与ABAQUS六面体减缩积分单元结构相似,只是单元节点排列不同。因此,可以通过编程语言重新排列节点,完成GOCAD模型到ABAQUS模型的转换。2.采用结构单元(梁单元)对贵广高铁DK51+980.04~DK52+094.26段区间路基横断面二维模型进行加固,计算结果表明抗滑桩施加于滑坡前缘时,边坡安全系数为1.35,抗滑桩施加在滑坡后缘时安全系数为1.2,说明抗滑桩加固滑坡是有效的,其安全系数得到明显的提高。同时,抗滑桩施加在滑坡前缘比施加在滑坡后缘对安全系数的影响大,这是由于当抗滑桩施加在后缘时,抗滑桩只起到了抵挡后面小部分土体的推力,对滑坡前缘土体无多大影响。3.对同样的边坡采用二维建模和伪三维建模,通过强度折减法计算结果发现,在天然状态下,二维滑坡的安全系数为1.01,但在伪三维状态下计算得到的安全系数为1.03,显然伪三维状态下得出的安全系数较大。这是因为在二维状态下计算的是一个平面,并没有考虑周围土体粘聚力、摩擦等因素对滑坡的影响。4.抗滑桩桩间距的不同,对滑坡稳定性影响也不一样。随着桩间距的增大,桩身剪力也逐渐增大,桩间距为12m时剪力值最大为5500kN,桩间距3m时剪力最小为1400kN。桩身弯矩同样随着桩间距的增大,弯矩也逐渐变大,在桩间距12m时弯矩最大为14000kN.m,在桩间距3m时弯矩最小为6000kN.m。桩身位移随着桩间距的增加,位移逐渐增大,在桩间距12m时位移最大为22.6mm,在桩间距3m时位移最小为8mm。5.不同布桩位置影响滑坡的稳定安全系数,抗滑桩位于滑坡中部时,滑坡安全系数最大,但桩身长度最长,桩身剪力和桩身弯矩也最大,这种布桩位置虽然有效,但工程造价较大,不太经济,因此不是理想的布桩位置;抗滑桩布置与滑坡前缘和后缘时,安全系数较小,桩身剪力和弯矩也相对较小,但通过塑性区变形可以发现,桩后土体有绕桩身滑动的趋势,这种情况下可能发生桩后土体绕过桩顶滑出和桩前土体滑落破坏。
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