顺层岩质边坡地震动力过程模拟及加速度响应规律研究

发布时间：2021-03-16 09:05

　　随着我国经济建设的快速发展,西部大开发战略以及“一带一路”倡议的推进实施,与之匹配的各项基础设施建设方兴未艾。其中,由于西南山区顺层岩质边坡分布广泛,地震频发,该区域的基础设施建设不可避免的会遇到顺层岩质边坡地震稳定性的相关问题;边坡的动态响应过程是影响边坡失稳破坏模式的关键因素,因此开展顺层岩质边坡地震动力响应规律的研究,将有助于区域的稳定性评价和灾害预警分析,同时也可为防灾减灾措施的制定提供科学依据。本文针对顺层岩质边坡的动力响应特征展开研究,主要工作包含以下几个方面:（1）简述边坡地震稳定性分析方法、动力响应规律以及变形破坏机制的研究进展,并分析拟静力法、Newmark滑块法、数值模拟、物理模型试验、概率分析等方法存在的不足。（2）通过深入分析2008年汶川地震诱发的大型顺层岩质滑坡文献资料,构建顺层岩质边坡模型,设计并完成了1:100比尺的边坡模型振动台试验;基于PGA放大系数研究边坡不同位置处的加速度响应规律,发现随着地震作用次数的增加,模型边坡的自振频率呈现逐渐减小的趋势,而阻尼比则呈现逐渐增大的趋势;频谱特性差异导致边坡对不同类型地震波的加速度响应不同;随着地震波幅值的增... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 工程背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 边坡地震稳定性分析方法
        1.2.2 边坡动力响应规律
        1.2.3 边坡变形破坏机制
    1.3 本文研究内容
2 顺层岩质边坡振动台模型试验
    2.1 概述
    2.2 试验设备
    2.3 模型构建
    2.4 振动台试验设计
        2.4.1 相似关系设计
        2.4.2 相似材料选择
        2.4.3 量测装置
        2.4.4 传感器布置方案
        2.4.5 模型砌筑及传感器埋设
        2.4.6 输入地震波的选取与加载制度
    2.5 边坡动力响应规律及动力响应宏观现象
        2.5.1 边坡自身动力特性
        2.5.2 边坡加速度响应规律
        2.5.3 边坡动力响应宏观现象
    2.6 本章小结
3D的动力模型试验数值模拟">3 基于FLAC^3D的动力模型试验数值模拟
    3.1 程序简介
        3.1.1 计算原理
        3.1.2 导数的有限差分近似
    3.2 本构模型及参数
    3.3 动力反应分析
        3.3.1 网格剖分
        3.3.2 边界条件的确定
        3.3.3 地震波的前处理及输入方式
        3.3.4 力学阻尼选取
    3.4 模拟结果分析
    3.5 本章小结
4 模型边坡加速度响应规律的变动参数分析
    4.1 地震动特性的影响
        4.1.1 地震动持时
        4.1.2 地震初震动方向
    4.2 坡体结构的影响
        4.2.1 岩层倾角
        4.2.2 坡面形态
        4.2.3 岩层面厚度
    4.3 岩石力学参数的影响
        4.3.1 粘聚力
        4.3.2 内摩擦角
        4.3.3 弹性模量
    4.4 双向耦合地震动的影响
        4.4.1 耦合地震动
        4.4.2 av/ah
    4.5 本章小结
5 东河口大型顺层滑坡地震动力响应数值分析
    5.1 东河口滑坡特征
        5.1.1 概况
        5.1.2 滑坡基本特征
        5.1.3 边坡地质结构特征
    5.2 概化模型建立以及参数的选取
        5.2.1 模型建立
        5.2.2 本构模型及岩石力学参数的选取
        5.2.3 监测点的布置
    5.3 动力条件的输入
        5.3.1 边界条件的设定
        5.3.2 地震波的选取及输入
    5.4 数值模拟结果分析
        5.4.1 最大不平衡力及边界条件的检验
        5.4.2 坡面方向上动力响应
        5.4.3 坡体内部竖直方向的动力响应
        5.4.4 坡体内部水平方向以及坡顶动力响应
        5.4.5 地震波频谱特性与坡体的放大作用
        5.4.6 塑性屈服区演变趋势
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研工作情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Newmark位移分析方法在海底斜坡地震稳定性评价中的应用[J]. 褚宏宪,方中华,史慧杰,李攀峰.  海洋地质前沿. 2017(06)
[2]含不连续面岩质边坡动力响应研究[J]. 范亚伦,张伟宾,周志军,苏慧敏,魏晓康,缪文鼎.  铁道科学与工程学报. 2017(06)
[3]含软弱夹层顺层岩质边坡动力破坏模式的能量判识方法研究[J]. 范刚,张建经,付晓,王志佳,田华.  岩土工程学报. 2016(05)
[4]黄土斜坡变形失稳破坏特征的振动台模型试验[J]. 吴志坚,雷天,陈豫津,王平,柴少峰.  上海交通大学学报. 2015(07)
[5]岩质高陡边坡动力响应及失稳机制大型振动台模型试验研究[J]. 王斌,车爱兰,葛修润.  上海交通大学学报. 2015(07)
[6]2013年中国大陆地震灾害损失述评[J]. 郑通彦,郑毅.  自然灾害学报. 2015(01)
[7]概率分析法和灵敏度分析法在岩质边坡稳定性中的应用[J]. 宿晓萍,潘明远,王亭亭.  长春工程学院学报(自然科学版). 2014(04)
[8]地震作用下含反倾软弱夹层斜坡的动力变形破坏特征研究[J]. 杨峥,许强,刘汉香,王龙.  振动与冲击. 2014(19)
[9]地震作用下含软弱夹层顺层岩质边坡表面放大效应研究[J]. 冯志仁,刘红帅,于龙.  防灾减灾工程学报. 2014(01)
[10]十白高速公路泰山沟隧道进口边坡稳定性及其破坏概率分析[J]. 周大华,罗红明,邹从义,潘欣,胡明佳,左光恒.  安全与环境工程. 2013(05)

博士论文
[1]基于振动台试验的岩质斜坡地震动力响应规律研究[D]. 刘汉香.成都理工大学 2014

硕士论文
[1]四川省青川县东河口滑坡成因机制与稳定性分析[D]. 刘盈君.中国地质大学(北京) 2016
[2]地震作用下层状岩质边坡加速度响应规律及其应用[D]. 王亮.大连理工大学 2016
[3]设定地震作用下三峡库区黄土坡滑坡稳定性分析[D]. 孟庆筱.中国地震局地震研究所 2012
[4]青川县东河口斜坡体对汶川地震动力作用响应研究[D]. 付荣.成都理工大学 2012
[5]东河口滑坡成因机理与运动特征研究[D]. 丁月双.成都理工大学 2009



本文编号：3085786