“三段式”岩质边坡的动力响应试验研究

论文摘要

近年来,地震作用下岩质边坡的稳定性研究是地质工程和岩土工程研究的热点问题之一。地震灾害在我国频发,常常造成巨大的毁灭性灾难,地震造成的原生次生灾害,是一种诱发滑坡、崩塌、泥石流的主要因素,极大地威胁到人民的生命安全和财产安全,严重地损害了国民的经济建设。我国地震灾害频发,且西南地区存在着大量的高山地貌,随着西部大开发战略的进一步实施,西南崛起的进行,地震灾害问题日益显著,影响了基础建设的实施和工程项目的开展。这是在进行西部建设中所面临的重大挑战之一,西南地区广泛存在着“三段式”锁固段滑坡。为了探究地震灾害形成及发展的理论依据,为防震、抗震提供工程实践意义,加强地震作用下“三段式”岩质边坡的动力响应规律的研究至关重要。本文基于振动台模型试验,采集、分析、研究了不同工况条件下,不同位置的PGA数据,得出了“三段式”岩质边坡的动力响应规律如下:(1)通过对模型边坡进行振动台试验,得到不同输入波作用下,坡表及坡内测点的加速度放大系数均随坡高的增加而增大,整体表现出高程放大效应,沿坡表近似于线性放大,坡内同一竖直方向则呈现“鱼腹形”增大;同时,在位于相同高程的测点,坡面测点处加速度放大系数总是大于坡体内部测点的加速度放大系数,呈现出趋表效应。(2)试验过程中采用了正弦波和El Centro波进行激振,通过对比不同类型输入波作用下边坡坡面处加速度放大系数的变化规律,得出了输入波波形对加速度放大系数的变化存在着明显的差异,总体表现出正弦波在相同测点处的放大系数要明显高于El Centro地震波,其原因是地震波在输入过程中峰值出现的次数存在差异;此外,通过改变同一波形的加载振幅和频率发现,随着振幅与频率的增大,加速度放大系数均呈现出先增加后减小的变化规律。(3)通过对不同结构类型的边坡模型进行地震波激振,发现:蠕滑段的存在,使得该结构下部测点的加速度放大效果有轻微的增大现象,原因是地震波在传播过程中,在蠕滑段处发生折射和散射;而在蠕滑段上部测点的加速度放大系数要小于均质边坡,其原因是单一蠕滑段边坡模型中蠕滑段材料与坡体材料不同,在其分界面处由于材料的改变而存在较大的滤波作用;此外,裂缝的存在也会使得其附近测点的加速度放大系数减小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 “三段式”锁固段滑坡的发展历程
•     1.2.2 边坡动力响应及稳定性分析
•   1.3 论文主要研究内容
•   1.4 技术路线
• 2 振动台设备及模型试验原理
•   2.1 概述
•   2.2 振动台试验设备及采集系统
•   2.3 模型试验的理论依据
•     2.3.1 相似定理
•     2.3.2 相似准则
•     2.3.3 振动台中模型与原型的相似关系
•     2.3.4 模型相似材料及相关力学性质
•   2.4 小结
• 3 振动台模型试验设计
•   3.1 振动台模型试验设计方案
•     3.1.1 模型箱的设计与制作
•     3.1.2 边坡模型的设计与制作
•     3.1.3 试验方案的设计与制定
•   3.2 传感器的布置与地震波的选取
•     3.2.1 传感器的布置
•     3.2.2 地震波的选取
•   3.3 振动台试验加载过程及记录
•     3.3.1 试验加载方案
•     3.3.2 振动试验过程及记录
•   3.4 小结
• 4 振动台试验结果分析
•   4.1 概述
•   4.2 边坡动力响应的基本规律
•   4.3 波形对边坡动力响应特性的影响
•   4.4 幅值对边坡动力响应特性的影响
•   4.5 频率对边坡动力响应特性的影响
•   4.6 坡体结构对边坡动力响应特性的影响
•   4.7 小结
• 5 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 程龙

导师: 董金玉

关键词: 三段式岩质边坡,模型试验,蠕滑段,动力响应

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 华北水利水电大学

基金: 河南省科技攻关计划项目非贯通结构面条件下边坡的动力失稳机理和稳定性判据(192102310006),国家自然科学基金应急管理项目“三段式”岩质边坡动力失稳机理(41741019)

分类号: TU457

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