地震作用下邊坡穩(wěn)定性分析及其動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、地震過程中的邊坡失穩(wěn)產(chǎn)生了大量災(zāi)害，如何評價(jià)與預(yù)測地震作用下邊坡穩(wěn)定性、揭示地震過程中邊坡的動(dòng)力響應(yīng)與失穩(wěn)機(jī)理是巖土工程、地震工程等學(xué)科關(guān)注的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。由于邊坡的動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制復(fù)雜，目前多數(shù)的研究集中于將動(dòng)力問題簡化為靜力或擬靜力問題來計(jì)算邊坡的安全系數(shù)，以此來評價(jià)邊坡的穩(wěn)定性方面，研究對象也主要針對巖質(zhì)、單一坡型的邊坡。隨著計(jì)算技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，地震作用下的邊坡動(dòng)力失穩(wěn)的動(dòng)力學(xué)研究在近20年來得到了飛速發(fā)展。本文在總結(jié)前人

2、研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了地震作用下邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性影響因素，通過模擬具體的邊坡失穩(wěn)實(shí)例比較了極限平衡法和強(qiáng)度折減法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種可以考慮地震波輸入方式、不同坡度和有無臺階的黏土邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性評價(jià)方法，主要的工作和成果如下。
　　1)以西南地區(qū)的某黏性土邊坡為研究對象，利用傳統(tǒng)極限平衡法和有限元、有限差分強(qiáng)度折減法對其地震作用前后的安全系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，驗(yàn)證了強(qiáng)度折減法在用于邊坡安全系數(shù)計(jì)算上的合理性。在此基礎(chǔ)上，分析了有限元

3、強(qiáng)度折減法中邊坡穩(wěn)定性的參數(shù)敏感性，得到了邊坡物理參數(shù)在不同工況下的對邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律，為邊坡的動(dòng)力反應(yīng)分析和失穩(wěn)防治提供了一定的理論指導(dǎo)。
　　2)為分析地震波輸入方式對邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響，本文對上述黏性土邊坡分別從水平、豎向和雙向耦合三種地震波輸入方式下邊坡的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并將邊坡上不同監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測位移、速度、加速度和應(yīng)力進(jìn)行了對比，研究結(jié)果表明，不同地震波輸入方式對邊坡動(dòng)力失穩(wěn)影響有顯著區(qū)別，但多數(shù)情況下，水平

4、地震動(dòng)對邊坡的動(dòng)力失穩(wěn)影響作用最為關(guān)鍵。
　　3)計(jì)算了坡度比為1∶2、1∶1、1∶0.5的黏性土邊坡水平輸入地震波下的動(dòng)力反應(yīng)，并與振動(dòng)臺模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，分析不同坡度比下邊坡監(jiān)測點(diǎn)的加速度、位移、速度放大系數(shù)規(guī)律，揭示了不同類型邊坡在地震作用下的失穩(wěn)過程，為地震區(qū)不同類型邊坡治理提出了相應(yīng)的建議。
　　4)對無臺階、一臺階和二臺階黏土邊坡地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析對比，總結(jié)了邊坡速度、加速度、位移的變化規(guī)律，指出了每