地震作用下顺层岩质边坡动力响应规律及其破坏机制
发布时间：2022-10-11 12:59
随着我国“一带一路”倡议、“西部大开发”战略的推进与实施,诸多的建设工程面临着地震滑坡等地质灾害的威胁,相关的顺层岩质边坡地震稳定性问题已受到学术界和工程界的广泛关注。因此,开展地震作用下顺层岩质边坡动力响应规律及其破坏机制研究无疑具有重要的理论意义和工程应用价值。本文基于振动台试验探究地震作用下顺层岩质边坡的破坏机制;利用FLAC3D数值软件探究顺层岩质边坡的加速度响应规律,并以窝前滑坡为工程背景,开展地震作用下边坡的动力响应分析。论文主要工作如下:（1）以汶川地震诱发的绵竹市文家沟滑坡、平武县郑家山滑坡以及北川县唐家山滑坡为例,根据边坡的坡面形态不同概化出以下三类边坡模型:上陡下缓凹型边坡、上缓下陡凸型边坡、直线型边坡。（2）设计并开展几何相似比为1:100、坡面形态为直线型的顺层岩质边坡振动台模型试验,结果表明地震作用下顺层岩质边坡的破坏机制为坡肩和坡顶岩体松动→坡脚岩体剪切挤出破坏→坡面岩体顺层滑动→边坡整体破坏。（3）针对概化的边坡模型,开展基于FLAC3D的地震动力响应分析,并与前人的研究成果进行对比,验证数值模拟部分计算的正确性...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边坡动力反应性状
1.2.2 边坡失稳机理与破坏模式
1.2.3 边坡地震稳定性分析
1.3 本文研究内容及技术路线
2 顺层岩质边坡动力破坏机制的振动台模型试验
2.1 坡面形态效应
2.1.1 汶川地震滑坡实例
2.1.2 基于不同坡面形态的概化模型
2.2 顺层滑坡振动台试验
2.2.1 试验设备介绍
2.2.2 相似关系设计
2.2.3 边坡模型制作
2.2.4 地震动波形及输入方案
2.2.5 模型边坡动力破坏机制
2.3 本章小结
3 基于FLAC~(3D)的顺层岩质边坡地震动力分析
3.1 FLAC~(3D)基本原理
3.1.1 计算应变速率
3.1.2 计算应力
3.1.3 计算速度和位移
3.2 地震动力分析
3.2.1 动荷载以及边界条件
3.2.2 网格尺寸以及力学阻尼
3.3 数值分析方法验证
3.4 本章小节
4 顺层岩质边坡地震加速度放大效应
4.1 动力分析数值模型及输入地震波
4.2 地震动持时的影响
4.3 坡体结构的影响
4.3.1 岩层面的影响
4.3.2 坡角的影响
4.3.3 坡面形态的影响
4.4 岩层面力学参数的影响
4.4.1 黏聚力的影响
4.4.2 内摩擦角的影响
4.4.3 抗拉强度的影响
4.5 竖向地震动输入的影响
4.6 本章小节
5 含软弱夹层的顺倾岩质边坡加速度响应规律
5.1 动力分析数值模型
5.2 软弱夹层的影响
5.2.1 软弱夹层厚度的影响
5.2.2 软弱夹层位置的影响
5.2.3 软弱夹层倾角的影响
5.3 地震动参数的影响
5.3.1 地震动幅值的影响
5.3.2 地震动频率的影响
5.4 软弱夹层影响机理
5.5 本章小结
6 窝前滑坡地震动力分析
6.1 窝前滑坡概况
6.1.1 概述
6.1.2 窝前斜坡区域地质环境条件
6.1.3 窝前滑坡特征
6.2 概化边坡模型及输入地震波
6.2.1 概化边坡模型
6.2.2 输入地震波
6.3 模型边坡静力稳定性分析
6.4 边坡地震动力分析
6.4.1 加速度响应
6.4.2 速度响应
6.4.3 位移响应
6.4.4 最大主应力分析
6.4.5 塑性区演变过程
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 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]基于逻辑回归模型的九寨沟地震滑坡危险性评估[J]. 马思远,许冲,田颖颖,徐锡伟. 地震地质. 2019(01)
[2]高频次微小地震下顺倾软硬互层边坡动力稳定性研究[J]. 刘新荣,何春梅,刘树林,刘永权,路雨明,谢应坤. 岩土工程学报. 2019(03)
[3]2015年尼泊尔廓尔喀MW7.8地震滑坡数据库[J]. 许冲,田颖颖,沈玲玲,马思远,徐锡伟,周本刚,黄学强,马俊学,陈曦. 地震地质. 2018(05)
[4]含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律[J]. 朱仁杰,车爱兰,严飞,文海,葛修润. 岩土力学. 2019(05)
[5]岩质边坡地震响应振动台试验研究[J]. 冯细霞,姜清辉,张慧超,蒋金麟,彭治豪,江卫华. 振动.测试与诊断. 2018(03)
[6]含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究[J]. 卞康,刘建,胡训健,李鹏程,陈玲朱,刘振平. 岩土力学. 2018(08)
[7]大光包滑坡启动机制:强震过程滑带动力扩容与水击效应[J]. 裴向军,崔圣华,黄润秋. 岩石力学与工程学报. 2018(02)
[8]露天矿边坡稳定性的断面形态效应研究[J]. 王东,张禹,曹兰柱,贺希格图,周玉祥. 中国安全科学学报. 2018(01)
[9]岩质边坡物理模型试验相似材料研究[J]. 张彦君,年廷凯,王亮,唐军. 西南交通大学学报. 2019(01)
[10]基于遍布节理模型的顺层边坡稳定性影响因素分析[J]. 罗福君,周晓军. 铁道标准设计. 2017(07)
博士论文
[1]地震作用下边坡工程动力响应与永久位移分析[D]. 徐光兴.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]窝前滑坡成因及运动碰撞碎裂机理研究[D]. 付建康.西南交通大学 2018
[2]顺层岩质边坡地震动力过程模拟及加速度响应规律研究[D]. 唐军.大连理工大学 2018
[3]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
[4]基于FLAC3D数值分析方法的反倾层状斜坡地震动力响应特征研究[D]. 张沫.吉林大学 2016
[5]地震作用下岩质高边坡的非线性动力反应分析[D]. 陈天红.西安理工大学 2008
本文编号：3690616
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边坡动力反应性状
1.2.2 边坡失稳机理与破坏模式
1.2.3 边坡地震稳定性分析
1.3 本文研究内容及技术路线
2 顺层岩质边坡动力破坏机制的振动台模型试验
2.1 坡面形态效应
2.1.1 汶川地震滑坡实例
2.1.2 基于不同坡面形态的概化模型
2.2 顺层滑坡振动台试验
2.2.1 试验设备介绍
2.2.2 相似关系设计
2.2.3 边坡模型制作
2.2.4 地震动波形及输入方案
2.2.5 模型边坡动力破坏机制
2.3 本章小结
3 基于FLAC~(3D)的顺层岩质边坡地震动力分析
3.1 FLAC~(3D)基本原理
3.1.1 计算应变速率
3.1.2 计算应力
3.1.3 计算速度和位移
3.2 地震动力分析
3.2.1 动荷载以及边界条件
3.2.2 网格尺寸以及力学阻尼
3.3 数值分析方法验证
3.4 本章小节
4 顺层岩质边坡地震加速度放大效应
4.1 动力分析数值模型及输入地震波
4.2 地震动持时的影响
4.3 坡体结构的影响
4.3.1 岩层面的影响
4.3.2 坡角的影响
4.3.3 坡面形态的影响
4.4 岩层面力学参数的影响
4.4.1 黏聚力的影响
4.4.2 内摩擦角的影响
4.4.3 抗拉强度的影响
4.5 竖向地震动输入的影响
4.6 本章小节
5 含软弱夹层的顺倾岩质边坡加速度响应规律
5.1 动力分析数值模型
5.2 软弱夹层的影响
5.2.1 软弱夹层厚度的影响
5.2.2 软弱夹层位置的影响
5.2.3 软弱夹层倾角的影响
5.3 地震动参数的影响
5.3.1 地震动幅值的影响
5.3.2 地震动频率的影响
5.4 软弱夹层影响机理
5.5 本章小结
6 窝前滑坡地震动力分析
6.1 窝前滑坡概况
6.1.1 概述
6.1.2 窝前斜坡区域地质环境条件
6.1.3 窝前滑坡特征
6.2 概化边坡模型及输入地震波
6.2.1 概化边坡模型
6.2.2 输入地震波
6.3 模型边坡静力稳定性分析
6.4 边坡地震动力分析
6.4.1 加速度响应
6.4.2 速度响应
6.4.3 位移响应
6.4.4 最大主应力分析
6.4.5 塑性区演变过程
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 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]基于逻辑回归模型的九寨沟地震滑坡危险性评估[J]. 马思远,许冲,田颖颖,徐锡伟. 地震地质. 2019(01)
[2]高频次微小地震下顺倾软硬互层边坡动力稳定性研究[J]. 刘新荣,何春梅,刘树林,刘永权,路雨明,谢应坤. 岩土工程学报. 2019(03)
[3]2015年尼泊尔廓尔喀MW7.8地震滑坡数据库[J]. 许冲,田颖颖,沈玲玲,马思远,徐锡伟,周本刚,黄学强,马俊学,陈曦. 地震地质. 2018(05)
[4]含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律[J]. 朱仁杰,车爱兰,严飞,文海,葛修润. 岩土力学. 2019(05)
[5]岩质边坡地震响应振动台试验研究[J]. 冯细霞,姜清辉,张慧超,蒋金麟,彭治豪,江卫华. 振动.测试与诊断. 2018(03)
[6]含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究[J]. 卞康,刘建,胡训健,李鹏程,陈玲朱,刘振平. 岩土力学. 2018(08)
[7]大光包滑坡启动机制:强震过程滑带动力扩容与水击效应[J]. 裴向军,崔圣华,黄润秋. 岩石力学与工程学报. 2018(02)
[8]露天矿边坡稳定性的断面形态效应研究[J]. 王东,张禹,曹兰柱,贺希格图,周玉祥. 中国安全科学学报. 2018(01)
[9]岩质边坡物理模型试验相似材料研究[J]. 张彦君,年廷凯,王亮,唐军. 西南交通大学学报. 2019(01)
[10]基于遍布节理模型的顺层边坡稳定性影响因素分析[J]. 罗福君,周晓军. 铁道标准设计. 2017(07)
博士论文
[1]地震作用下边坡工程动力响应与永久位移分析[D]. 徐光兴.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]窝前滑坡成因及运动碰撞碎裂机理研究[D]. 付建康.西南交通大学 2018
[2]顺层岩质边坡地震动力过程模拟及加速度响应规律研究[D]. 唐军.大连理工大学 2018
[3]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
[4]基于FLAC3D数值分析方法的反倾层状斜坡地震动力响应特征研究[D]. 张沫.吉林大学 2016
[5]地震作用下岩质高边坡的非线性动力反应分析[D]. 陈天红.西安理工大学 2008
本文编号：3690616
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