地震作用下加筋膨胀土边坡动力性能分析

发布时间：2018-01-14 22:34

  本文关键词：地震作用下加筋膨胀土边坡动力性能分析　出处：《长沙理工大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 膨胀土边坡 加筋 地震 FLAC3D 动力响应 拟动力法 改进

【摘要】：近年我国西部地震频发,不少震区也是膨胀土分布区,西部公路建设可能面临地震和膨胀土双重地质灾害。柔性支护处治膨胀土堑坡在多条高速路上成功应用并已取得极好效果,所用加筋土结构与当下引加筋技术于抗震工程不谋而合,但技术创立时并未考虑抗震设防,缺地震荷载检验,无疑妨碍其在震区的推广。柔性支护由格栅反包加筋土体、排水和坡面防护三部分组成,其中地震作用下加筋膨胀土的动力性能还没人研究过。因而选此题,本文开展格栅反包加筋膨胀土坡的地震动力性能分析。首先,分析柔性支护处治膨胀土边坡技术及其加筋设计原理,确定开展格栅反包加筋膨胀土坡动力性能研究的思路及技术路线。其次,考虑膨胀土边坡吸湿软化及格栅反包加筋结构,在FLAC3D软件中建立加筋和素膨胀土边坡基本模型,分析得到各自在地震作用下的动力响应规律,对比两种边坡在地震动作用下的位移场、剪应变率、剪应变增量图,及相关监测点位移、速度和加速度时程曲线,发现加筋处治后的膨胀土边坡动力性能得到较大改善。接着,建立考虑时间和相位变化的加筋土坡拟动力学计算模型,推导出临界破裂角和临界筋材拉力总和的理论公式,并编制相关程序,以简化加筋膨胀土坡为计算对象,分析土体参数、地震加速度系数及坡高对加筋膨胀土坡临界破裂角和临界筋材拉力总和的影响。最后,针对拟动力法的缺陷,在FLAC3D中以格栅反包加筋膨胀土边坡基本模型为基础,分析探讨地震波、土体参数、加筋方式和坡高等因素对其动力性能的影响,进而提出地震区膨胀土边坡柔性支护的改进建议。
[Abstract]:In recent years, earthquakes occur frequently in the west of China, and many earthquake areas are also the expansive soil distribution areas. The highway construction in the west of China may face the dual geological disasters of earthquake and expansive soil. Flexible support has been successfully applied to treat the slope of expansive soil cutting on many highways and has achieved excellent results. The reinforced earth structure and the current reinforced technology coincide with the seismic engineering, but when the technology was founded, the seismic fortification was not considered, and the seismic load test was lacking. The flexible support is composed of three parts: grid backpack reinforced soil, drainage and slope protection, among which the dynamic performance of reinforced expansive soil under earthquake has not been studied. In this paper, the seismic dynamic performance analysis of expansive soil slope reinforced by grid is carried out. Firstly, the technology and design principle of flexible support for expansive soil slope are analyzed. The train of thought and technical route to study the dynamic performance of expansive soil slope with grid backpack reinforcement are determined. Secondly, the moisture absorption and softening of expansive soil slope and the reinforcement structure of grid backpack are considered. The basic models of reinforced and plain expansive soil slope are established in FLAC3D software. The dynamic response laws of each slope under earthquake are analyzed and the displacement field and shear strain rate of the two slopes under ground motion are compared. The shear strain increment diagram, displacement, velocity and acceleration time history curves of the monitoring points show that the dynamic performance of expansive soil slope after reinforcement treatment has been greatly improved. The pseudo-dynamic calculation model of reinforced soil slope considering time and phase change is established, and the theoretical formula of critical fracture angle and the sum of critical reinforcement tensile force is derived, and the relevant program is compiled. Taking the simplified reinforced expansive soil slope as the calculation object, the effects of soil parameters, seismic acceleration coefficient and slope height on the sum of critical fracture angle and critical tensile force of reinforced expansive soil slope are analyzed. Finally, the defects of the pseudo-dynamic method are pointed out. Based on the basic model of expansive soil slope reinforced by grid, the influence of seismic wave, soil parameters, reinforcement mode and slope height on the dynamic performance of expansive soil slope is analyzed and discussed in FLAC3D. Furthermore, the paper puts forward some suggestions for improving the flexible support of expansive soil slope in earthquake area.
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU435;TU443

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本文编号：1425636