地震作用下土岩二元结构边坡位移和土压力的响应分析

以海西福永高速公路某标段边坡工程为依托,运用FLAC3D5.0数值软件对锚索-框架梁支护下的土岩二元结构边坡进行了地震作用数值模拟,分析了锚框支护土岩二元结构边坡在地震作用下水平位移和动土压力的响应.结果表明:地震作用下边坡土体水平位移响应随高程增加而增大;地震强度增加,边坡土体水平位移响应增加;PEP震荡系数与埋深呈...     

漳永高速公路高边坡地震动力响应及稳定性分析

以福建漳州—永安高速公路某含断层的锚框支护边坡工程为依托,运用FLAC3D建立数值模型,采用强度折减法分别对该边坡的静力和动力稳定性进行了详细分析。在烈度为7度的地震波激励下,坡内和坡面各测点处加速度峰值放大系数均呈现出明显的高程效应,且坡顶处具有明显的鞭梢效应;锚索轴力也较静力时明显增大,且在潜在滑移面处达到最大;通过动强度折减法和失稳判据综合判断,其动安全系数为1.68。     

隧道洞口部边坡动力响应特性振动台试验研究

我国西南地区建有大量的公路、铁路隧道工程,地震条件下隧道洞口部边坡的动力响应特性不仅控制边坡的变形破坏机制,而且也是隧道洞口部边坡动力支护设计的依据。采用大型振动台模型试验,对隧道洞口部边坡加速度及位移动力响应特性进行研究,并对比分析不同地震波波形的输入对边坡动力特性的影响。结果表明:与一般公路及建筑边坡不同,隧道洞口部边坡坡面的响应加速度具有先增大再减小再增大的特性;边坡动力支护设计采用单一峰值是偏于危险的,应综合考虑多种波形的影响。位移监测结果表明:地震波较小时边坡坡顶变形比较明显,但随着地震波幅值的增加,隧道洞口部边坡坡脚的变形急剧增加且超过了坡顶变形,因此应增强边坡坡脚的支护强度。     

预应力锚索群锚锚固边坡均质岩体的室内模型试验研究

为研究预应力锚索群锚锚固实体均质岩体边坡的群锚效应及锚索的布置方案,针对预应力群锚锚索锚固后的边坡均质岩体进行了室内模型试验。根据多种群锚方案试件的试验结果,研究了预应力群锚锚索锚固均质岩体模型的强度变形特征。通过试验中不同间距群锚中的单锚对模型试件强度变形的不同影响,研究了模型试件中所体现出的群锚效应。最后得出了与群锚效应相关的可供工程参考的相关结论。     

凹陷地形地震波加速度放大效应的振动台模型试验研究

设计并完成了1:10的大比例尺高山河谷地形的非均质场地大型振动台模型试验,研究了El Centro和汶川卧龙地震波在三向激振作用下凹陷地形内顺坡向、垂直坡向和底部场地的加速度动力响应规律。结果表明:①顺坡向和垂直坡向的X,Y,Z向加速度均具有高程放大效应,且凹陷地形底部的放大性最小;②凹地底部X,Y,Z向的加速度及其反应谱峰值均具有高程放大效应,底面两侧的加速度存在较大的差异,具有明显的软土放大效应;③顺坡向时0.4 g地震波作用下加速度反应谱峰值的放大性大于0.2 g时,0.1 g最小;对于汶川地震波来讲,凹地底部的加速度反应谱的放大性最小,El Centro地震波时,则是距离坡脚3/4处的加速度反应谱的放大性最小;垂直坡向的加速度反应谱峰值的放大性在凹地底部最小;④凹地底部X,Y,Z向的加速度傅里叶谱变化情况基本一致,地震波由底部向沟谷内部传播时,加速度傅里叶谱的低频成分逐渐增大而高频成分减弱。     

框架锚索加固边坡地震响应的动力计算方法浅析

为研究框架锚索边坡锚固结构的地震反应和工作机制,克服拟静力分析不能考虑地震时程的不足,提出了可考虑地震过程中锚索轴力残余值改变的锚索动轴力计算方法.基于多自由度体系的集中质量法,建立了框架锚索加固边坡时锚索轴力响应值的理论解,并将其与框架锚索加固边坡的振动台模型试验结果进行了对比.结果表明:1)计算方法具有合理性和正确...     

黄土隧道结构的振动台模型试验研究

为了研究黄土隧道结构在不同地震波及降雨条件下的地震响应和橡胶减震层的减震效果,按相似理论分别设计制作了缩尺比为1∶40的减震黄土隧道及非减震黄土隧道,在总降雨量50 mm,降雨强度10 mm·h^-1的条件下,分别加载近、远场地震波El-Centro波和Taft波,对比了地震波不同加速度条件下黄土隧道各测点的地震响应情况及土压力变化情况,通过减震模型和非减震模型各测点的应变变化情况分析了黄土隧道的减震效率。结果表明：在调幅和持时一致的情况下,黄土隧道结构对于不同的地震动具有明显的选择性,El-Centro地震动条件下的动力响应大于Taft地震动条件下的动力响应,说明黄土隧道结构的动力响应不仅取决于地震动的强度及持时,也与地震波的频谱特性有关,黄土隧道结构对近场地震波的响应大于远场地震波;对模型横向加载,模型各点的横向加速度和竖向加速度均有变化,横向的加速度响应大于竖向的加速度响应;拱顶位置的土压力较大,拱脚位置虽然土压力较小,但应变变化较大,应力集中现象明显;通过设置减震层可使衬砌不同部位的应变值均有所减小,且应变越大的部位减震率越高,不同工况下拱顶及拱脚的应变减震率接近50%,设置减震层不但可以减小衬砌结构的变形,而且能吸收地震能量,发挥围岩结构和衬砌结构的协同作用,减小土体的裂缝宽度及深度。     

地震作用下含地下水边坡动力响应耦合分析

运用有限差分软件FLAC3D,建立赋含地下水的三维土质边坡模型,并基于Byrne动孔压增长模型,研究了不同地下水位下边坡的加速度、速度、频谱地震动力响应规律;分析了超静孔隙水压力变化规律。结果表明:在地震作用下,边坡对地震动加速度具有垂直放大效应和临空面放大效应,随着距坡面距离的减小,坡内加速度放大系数呈先减小后增大的趋势,含地下水边坡的放大作用大于无水边坡;速度放大系数沿坡面高程增加而增加,坡内速度放大系数变化规律与加速度一致;边坡主要对地震动的低频成分起放大作用,傅里叶谱峰值随地下水位升高而降低;边坡坡脚位置处超静孔隙水压力最小,但超孔比最大,极易发生液化。     

山区斜坡桩基地震响应的离心模型试验

为探讨地震对山区桥梁斜坡桩的影响,在土工离心机上进行坡顶平地桩、斜坡上单桩及1×2群桩的振动台试验。通过安装的加速度计、激光位移计及桩身应变片实测在不同加速度峰值的El Centro波作用下,斜坡场地各点的加速度时程、各桩截面的应变量及桩头位移值,由此分析斜坡场地各点的加速度放大系数及位移时程,各桩截面的弯矩及水平变位。然后,结合OpenSees进行数值模拟分析,探讨斜坡场地地震效应、桩与斜坡共同工作特性以及桩基残余变形发展特性等。研究结果表明：在各级地震荷载下,斜坡单桩与1×2群桩在地面处位移约为40 mm,桩顶累积变形量则分别达到90,50 mm,峰值弯矩达到1 120 kN·m;斜坡场地在坡顶位置最为不利,其加速度放大系数最高达到1.8左右,因此在低加速度峰值的输入波作用下,斜坡就会发生侧移,对桩基造成影响;在受地震影响的山区斜坡地段修建桥梁桩基,不能仅考虑边坡安全系数,而应计入地震作用下边坡永久位移对桩基的影响。     

路堑边坡群锚加固效果模型试验初探

针对广东汕梅高速公路一路堑边坡,采用室内相似材料模型试验,初步探讨群锚加固边坡机理及效果,获得一些有益的认识。     

济南市地铁车站抗震特性振动台试验研究

以济南市轨道交通R1线演马庄西站为工程背景,采用振动台试验研究土体自由场、两层两跨车站结构土体-结构体系在典型地震波下的动力特性。结果表明:在自由场试验中,随着输入地震波峰值的逐渐增大,相同位置的加速度放大系数逐渐减小;在土体-结构体系试验中,由于地下结构的存在,地震波在传播过程中放大效应与自由场存在差异,且不同类型的输入波产生不同的加速度放大系数变化规律。     

不同地震烈度下隔震连续梁桥模型振动台试验

为了研究在不同地震烈度下不同类型场地的隔震连续梁桥结构的振动特性和隔震效果,根据一座在建的两跨隔震梁桥,按1/10的比例设计了一座两跨隔震梁桥模型及试验用方形铅芯橡胶支座,并对其力学性能进行试验;在此基础上对梁桥结构模型进行了地震模拟振动台试验。结果表明:地震动的幅度和频谱成分、场地类别、地震烈度、断层等因素对隔震桥梁体系的隔震效果有很大影响;输入不同地震波和不同加速度峰值,小震时铅芯橡胶支座水平刚度较大,结构较稳定,大震时铅芯橡胶支座水平刚度较小,支座恢复力-位移滞回曲线面积较大,可以较多地耗散地震输入能量,减小能量向桥梁上部结构的传递。     

高烈度地震区公路填方路基大型振动台模型试验

为了深入研究公路填方路基的抗震安全,根据试验要求对填方路基进行了大型振动台模型试验方案设计.方案设计中首先介绍了振动台台阵体系、模型箱的设计和数据采集系统等试验装置；然后分析了填方路基振动台模型边界条件的处理和填方路基模型的相似关系,并在已有研究成果基础上结合本次试验特性确定了模型的相似常数,通过采用等量代替法来处理模...     

基于强度折减法与可靠度方法的锚框支护边坡稳定性分析

以漳州招银高速公路典型锚框支护边坡工程为背景,在FLAC3D数值平台上,基于有限元强度折减法求得其稳定性安全系数为1.514,满足相关规范要求。进一步地考虑岩土体参数的变异性,根据多个类似工程的地质勘察资料,统计了相关岩土体抗剪强度参数的均值和变异系数。同时定义了该锚框支护边坡的极限状态和功能函数,并利用响应面法将其拟合为具有显式表达的非完全二次多项式。最后利用JC法,经过若干次迭代求得该锚框支护边坡的可靠指标为2.035 9,其失效概率为2.09%。将有限元强度折减法与可靠度方法相结合,可较全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响。     

地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响研究

以兰州南坡坪地区多级高边坡工程为依托,建立边坡有限元模型,模拟分析边坡的抗震性,研究在地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响。结果表明:单级坡高取8 m,坡率1∶0.50的安全系数为1.06,坡率1∶0.75的安全系数为1.18,坡率1∶1.00的安全系数1.27,边坡坡率越大,边坡抗震稳定性越差。边坡开挖坡率一定,在第五~第七级坡高均取8 m的工况下,边坡安全系数为1.18,边坡支护可取得比较好的抗震效果,并结合不同坡高和坡率下,黄土高边坡的土方开挖量和支护面积,讨论了边坡开挖的经济性。     

基于振动台试验的桩板墙加固边坡抗震性能研究

以大型振动台模型试验为手段,以昆明市某边坡为原型,对地震作用下桩板式抗滑挡墙加固边坡的加速度、位移和动土压力响应的分布特征和变化规律进行研究。以大瑞人工波为研究对象输入地震波,设计相似比为1∶20的桩板墙加固边坡模型与自然边坡开展对比实验。研究表明：自然边坡在Ⅷ级地震烈度下,边坡体后缘产生大量张拉裂隙,后缘与母体脱空,具备滑坡的前兆特征,与自然边坡试验现象比较,桩板墙加固边坡的抗震稳定性较好,边坡在设防烈度（Ⅷ基本烈度）范围内保持稳定;当加载地震波峰值加速度相对较小时,水平加速度延高程有明显放大效应,会对自然边坡稳定性产生不利影响;当加速度相对较大时,有水平加速度延高程既出现放大现象也产生缩小现象;桩板墙加固后边坡对地震波的放大效应明显比自然边坡土体小,说明桩板墙能有效减弱边坡的震动效应;在地震动激励下,动土压力峰值随着加载地震波幅值的增大而增大,在同一加载工况下,离桩顶越远,动土压力峰值越大,桩板墙最大土压力出现在靠近桩板墙底的位置。试验结果有助于揭示该结构抗震机制,可为支挡结构的选取与桩板墙结构抗震设计提供依据。     

罕遇地震作用下山型轨道连续梁桥抗震性能研究

山型轨道连续梁相对于传统的U形轨道,具有更大的工程应用优势。现以某轨道交通的高架桥为工程背景,选取30 m+40 m+30 m山型连续梁作为研究对象,进行纤维划分建立抗震分析模型,选择三组人工拟合地震波,进行罕遇地震作用的时程分析。结果表明:固定墩已进入塑性状态,但其桥墩弹塑性变形的位移延性比满足设计要求。同时,研究了不同的体积配箍率对于桥墩抗震性能影响。结果表明:体积配箍率的增加,能有效地提高塑性铰抗剪承载能力,且也能增加桥墩的容许变形,提高结构的延性。上述研究结论可给类似桥梁的分析与设计工作提供一定参考。     

路堑边坡锚固格子梁模型试验

采用室内模型试验对路堑边坡锚固格子梁进行了研究,获得了一些有益的结论,对设计提出了一些有益的建议.     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。