地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。     

基于Spencer法边坡地震永久位移计算斜条分法

地震区岩土边坡地震永久位移是评价边坡稳定性的重要参量。根据Newmark地震永久位移分析理论,基于Spencer法,采用斜条分法以适应实际岩土边坡中可能倾斜的条块间界面,考虑滑面抗剪强度震动衰减影响,提出了一种适合岩土边坡地震永久位移计算新方法。通过与已有试验结果对比分析发现,与现有计算方法相比,本文方法不仅适应性强,而且计算精度更高。     

基于FLAC~(3D)的地震作用下高陡边坡的动力响应分析

地震荷载是触发边坡失稳的重要原因之一。基于有限差分软件FLAC~(3D)对某高陡边坡进行了动力分析,结果表明:在地震作用下,高陡边坡将发生较大的永久位移,最大永久位移主要集中在坡面和坡顶附近;剪应力集中在坡角,沿坡角向坡体内呈弧线形发展,与静力作用下的破坏模式相仿;随着高程的增加,位移时程和加速度时程都呈现出"放大"效应。     

岩质边坡稳定性数值模拟及动力响应分析

采用快速拉格朗日方法,以差分技术引入时问因素实现了从连续介质小变形到大变形的分析模拟,对湖南省对121援建项目一四川理县至小金公路工程中豹子嘴边坡建立了三维模型,并采用2008年5．12汶川M8．0级地震中木卡站实测的地震波,在对地震波进行校正的基础上,进行动力数值模拟,分析了地震荷载作用下岩质边坡的位移、加速度和速度的动力响应过程和规律。岩质边坡动力响应分析表明地震荷载下岩质边坡最小水平永久位移、最小水平加速度反应峰值及最小水平速度反应峰值均发生在坡脚处,且在竖向方向均存在较明显的放大效应,其位移、加速度和速度的放大效应存在一定差异,放大倍数分别为18,1．3和6．35。     

跨断层独塔斜拉桥的非线性地震响应特性研究

跨越活动断层的桥梁结构面临地震时断层错动的严重威胁。为合理模拟跨断层地震动的滑冲效应脉冲，基于近断层脉冲型地震动的分解-叠加方法，发展了一种可体现场地高频特征的跨断层地震动合成方法。首次采用最大位移与永久位移之比作为波形参数，基于搜集的96条包含永久位移的地震记录，建立了波形参数与脉冲参数之间的联系。结果表明：所建议方法可以准确地对实际跨断层地震动进行模拟。选取某引桥跨越断层的深水独塔斜拉桥为对象，研究了三向地震动作用下断层跨越角度、断层永久位移、断层最大位移对斜拉桥非线性动力响应的影响规律。结果表明：断层跨越角度对斜拉桥及其引桥地震响应的影响显著，90°左右（60°~105°）跨越断层时主塔的整体安全性更高，这是由于此时脉冲效应主要方向与主塔底抗弯能力较强的方向相一致，主塔的受力分配更为合理，可避免塔底进入强烈的双向非线性受弯状态；同时，90°左右跨越时，跨断层跨的落梁风险最小；随着断层永久位移的增大，主塔响应小幅增长，而墩梁相对位移则明显增大；最大位移与永久位移比表征了平行断层地面运动动力分量与拟静力分量的比例，主塔塔底响应及墩梁位移均随其增大而明显增大，且小角度跨越时跨断层简支梁具有较大的落梁风险。     

基于振动台试验的边坡动力稳定性综合评价方法

桥基边坡的动力稳定性直接关系到桥梁结构的抗震能力。本文通过大型振动台试验模拟了某高速公路特大桥桥基边坡在地震作用下的动力响应以及破坏过程,然后利用Newmark刚性硬块法以及拟静力法分别计算边坡在不同烈度地震下的永久位移以及稳定性系数。最后根据上述成果综合评价该边坡的抗震能力,并揭示出的破坏形式,给出了合理的工程处治措施。结论如下:(1)边坡在8度烈度地震作用下可能发生局部变形,9度烈度地震条件下极可能发生大的整体滑动;(2)边坡失稳受地震产生的后缘张拉裂隙以及缓倾节理控制,主要失稳部位位于坡脚以及边坡浅部;(3)地震加速库水向坡内入渗,对边坡稳定性影响显著,需要在坡脚进行合适的防护措施。     

基于理想坡面形态的三维边坡地震动力三量分布

为了讨论边坡坡面形态对地震边坡加速度、速度以及位移分布规律的影响,将边坡按坡面形态分为凹面坡以及凸面坡,并引入底面角的概念表述了坡面的凹凸强烈程度.通过三维数值建模,利用动力有限元计算方法计算了不同坡形和底面角对三量分布的影响.研究结果表明:在同一水平高度,其放大系数在凹面坡和凸面坡坡面中心达到最大值,并且向两侧逐渐减小,放大系数随着坡底角的增大而增大;同时,边坡坡面形态对边坡内部的三量分布影响较小,但其分布随着坡高的增高而增大.     

桩锚结构的动力特性研究

在地震作用下桩锚之间相互作用，其受力关系复杂。运用FLAC3D有限差分软件建立数值模型，并施加简化后的汶川地震波，分析地震作用下桩锚支护边坡的位移、加速度、锚杆轴力响应等动力特性。结果表明:桩锚结构对边坡土体位移和边坡的稳定性具有良好的控制作用。     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

为研究太行山高速公路邯郸段公路边坡稳定性及其典型路段的滑坡位移阈值,采用有限差分强度折减法,综合研究典型坡高、坡角、岩体黏聚力和内摩擦角对其稳定性影响,确定极限平衡状态下对应的岩体抗剪强度指标,通过与边坡岩体弹性模量的合理组合,确定边坡自重作用下临界位移阈值,研究结果表明：相同坡高和坡角时,边坡稳定系数随黏聚力增加呈近似线性增加,随岩体内摩擦角的增加,近似呈指数增加;保持坡角相同,黏聚力对坡高较低的边坡稳定性变化越敏感,内摩擦角对边坡稳定性相对不敏感;保持相同坡高,坡角越小或坡度越缓,则黏聚力对边坡的稳定性相对越不敏感;公路典型断面边坡二级平台和三级平台地表位移阈值分别为112 mm和103 mm。     

重力坝三维有限元分析

为了全面了解重力坝在静力和动力作用下的受力机理,该文采用三维有限元数值模拟方法对某重力坝坝体及坝基位移场、应力场和坝体开裂效果进行了静动力分析。探讨了在正常运行情况下坝体在静动力作用下的位移场、应力场规律,以及进行地震工况下的坝体动位移、动应力分布和开裂分布规律。评价了坝体在静力和动力工况下的最不利受力情况,为大坝的静力和动力抗震设计提供了依据。     

凝灰岩类土质边坡地震动力响应分析

以凝灰岩类土质边坡为研究对象,采用数值模拟计算方法对边坡的地震动力响应进行了分析,讨论了泊松比、阻尼比参数取值变化对边坡动力响应的影响.结果表明:地震作用下,水平加速度在凝灰岩类土质边坡中的分布具有明显的折减效应,且随高度衰减;边坡稳定系数随地震时程波动变化,在某个瞬时会小于1.0,但一般不会造成边坡的整体失稳破坏;基...     

不同频率地震波作用下的土质边坡动力响应研究

运用有限差分软件FLAC2D，通过改变正弦波的频率，研究边坡的位移、加速度和速度的动力响应。结果表明:坡体对地震波加速度有放大作用，随着竖直高度的增加或距离坡面距离的减小，放大效应愈加明显，且在坡顶处放大系数最大；在坡面中部，坡体对地震波速度有削弱作用，但在坡顶和坡脚处表现为放大作用，且速度最大值位于坡脚处。边坡在地震波持续作用下位移增大，且最大位移出现在坡脚处，当其达到临界状态时边坡失稳。当地震波频率逐渐增大，加速度峰值放大系数呈增大趋势，速度放大系数呈增大趋势，坡体位移呈减小趋势。     

多点激励下地震动输入模式探讨及有限元软件实现方法研究

进行大跨度结构的地震响应分析时,需要考虑地震动多点非一致激励的影响。基于动力学平衡方程,进一步推导多点激励地震响应分析的位移输入模型和加速度输入模型。进一步提出3种能适用于现有通用有限元软件的多点地震动输入模型的实现方法——大质量法、大刚度法及直接位移法,并细致阐明各种方法的计算原理。最后,以某主跨为850m的悬索桥为工程背景,基于SAP2000软件平台,分别采用不同方法进行多点激励地震响应分析,并简单分析大跨悬索桥在多点地震响应下的响应规律。     

高速公路填方路基震害特征及动力响应分析

基于长宁地震高速公路路基震害调查成果,系统分析了路基震害影响因素、分布特征及成灾模式,发现路基震害受损程度与距震中距离、断层发育情况和路基结构形式密切相关,半填半挖路基震害特征最为突出。在路基土动力学特性试验获取的力学参数基础上,开展三维动力数值计算分析,研究表明:在相同条件下,半填半挖路基相对于两侧填方路基更容易受到地震灾变作用,其填挖交界面出现较大塑性应变,坡顶出现较大朝向坡外的永久位移,该结果与震害调查中路基破坏现象表现一致。     

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。     

高速公路路基压实低液限粉质黏土动力特性分析

通过对压实度在95%的粉质黏土的室内动三轴试验,深入分析了重塑粉质黏土的动孔压的发展规律、动变形的变化规律、动强度参数和累积塑性变形,以掌握动应力、围压变化对动孔压的影响规律。研究表明：在实际路基工程中降低路基顶部动应力幅值,提高路基压实度和适当的边坡防护,可以有效地减小路基累积塑性变形和稳定。依据累积变形曲线可以判断低液限粉质黏土路基土在循环荷载作用下的稳定情况,可为路基本体在动荷载作用下的永久变形计算和预测提供参考。     

结构面对岩体边坡动力响应的影响研究

运用离散元软件3DEC,通过研究结构面在地震波作用下,其产状、起始位置、刚度以及密度与岩体边坡PGA放大系数峰值变化关系,揭示岩体边坡中的结构面对地震动力响应特征的影响规律。结果表明:结构面倾角增大,岩体边坡的动力稳定性变差;结构面起始位置越高,岩体边坡的地震动力响应则越强,反之则越弱;结构面刚度能影响地震波的能量分配关系,但不能改变其传播路径;结构面发育越密集,岩体边坡地震动力响应越强烈,动力稳定性也就越差。