地震作用下凹凸坡的稳定性分析

发布时间：2017-10-16 01:25

  本文关键词：地震作用下凹凸坡的稳定性分析

  更多相关文章： 坡面形态 振动台试验 动力分析 边界条件 地震作用

【摘要】：我国的山地丘陵地带众多,边坡稳定性问题一直是土木工程学者们研究的重要课题。在影响边坡稳定性的各种因素中,地震是一个非常重要的因素。我国也是一个地震频发的国家,如何保证地震作用下边坡的稳定性,减轻或避免人员伤亡与财产损失,是我们值得思考的问题。因此,研究边坡在地震作用下的稳定性问题是具有十分重要的现实意义与参考价值。本文采用小型振动台试验与有限元差分法软件FLAC~(3D)分析凸、平、凹坡在地震作用下的稳定性。主要工作成果如下:(1)采用自主设计的模型箱,利用WS-Z30小型精密振动台,对凸、平、凹三种坡形的边坡模型进行动力稳定性试验,对坡顶上的首条纵向裂纹与边坡失稳破坏进行分析,试验表明:凸坡稳定性最差,平直坡次之,凹坡最稳定。试验采用了45°、60°、75°三种坡角进行分析,得出坡角越大,边坡稳定性越差的结论。(2)利用不同振动方向垂直入射的剪切波对边坡模型进行动力试验,分析振动方向对于边坡稳定性影响,得出横向振动与纵向振动相比,边坡更容易失稳破坏。(3)采用FLAC~(3D)分析凸、平、凹三种边坡在动力作用下的稳定性。探讨模型试验与数值模拟分析中振动方向对于边坡破坏形态的影响,两种方法得出的结论具有一致性,即横向振动下的边坡更容易变形失稳。(4)对比振动试验与FLAC~(3D)数值模拟结果,分析坡面形态、垂直入射剪切波振动方向以及边界条件对于边坡的影响,认为边界对于边坡的影响较小,振动台试验结果能较为可靠.并对不同坡面形态边坡的支护提供建设性的意见。
【关键词】：坡面形态 振动台试验 动力分析 边界条件 地震作用
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.9
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-14
• 1 绪论14-24
• 1.1 选题背景和研究意义14-16
• 1.1.1 选题背景14-15
• 1.1.2 研究意义15-16
• 1.2 研究现状16-22
• 1.2.3 动力作用下边坡反应的理论研究16-17
• 1.2.4 振动台试验与数值方法在边坡模拟中的应用17-22
• 1.3 研究内容及技术路线22-24
• 1.3.1 主要研究内容22-23
• 1.3.2 技术路线23-24
• 2 边坡动力特性的振动台试验设计24-34
• 2.1 概述24
• 2.2 试验设备与试验材料24-28
• 2.2.1 试验设备简介24-25
• 2.2.2 模型箱的设计与制作25-26
• 2.2.3 试验用土的选取26-28
• 2.2.4 制样设备28
• 2.2.5 土样参数测定仪器28
• 2.3 边坡试验方案28-33
• 2.3.1 边坡土体填筑28-29
• 2.3.2 输入地震波29-31
• 2.3.3 试验数据采集31
• 2.3.4 试验方案设计31-32
• 2.3.5 边坡试验步骤32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 边坡振动台试验结果及分析34-64
• 3.1 边坡试验现象34-41
• 3.1.1 60°平坡的破坏过程现象34-37
• 3.1.2 60°凸坡的破坏过程现象37-39
• 3.1.3 60°凹坡的破坏过程现象39-41
• 3.2 初始裂纹出现特征分析41-51
• 3.2.1 坡度对于首条裂纹影响分析45-47
• 3.2.2 坡形对于首条裂纹影响分析47-49
• 3.2.3 振动方向对于首条裂纹影响分析49-51
• 3.3 边坡失稳破坏特征分析51-63
• 3.3.1 坡度对于边坡失稳破坏影响分析57-59
• 3.3.2 坡形对于边坡失稳破坏影响分析59-61
• 3.3.3 振动方向对于边坡失稳破坏影响分析61-63
• 3.4 本章小结63-64
• 4 边坡地震动力响应FLAC~(3D)数值模拟64-100
• 4.1 FLAC~(3D)程序简介64
• 4.2 FLAC~(3D)分析地震作用下边坡的稳定性64-72
• 4.2.1 FLAC~(3D)动力分析特点64-65
• 4.2.2 动力模拟网格划分65-66
• 4.2.3 模型边界条件66-67
• 4.2.4 地震荷载的施加67-68
• 4.2.5 阻尼的选取68
• 4.2.6 地震波的输入68-69
• 4.2.7 FLAC~(3D)模型的建立以及动力分析流程69-72
• 4.3 坡形对于边坡稳定性影响72-79
• 4.3.1 坡形对于边坡失稳破坏的影响72-76
• 4.3.2 坡形对于位移的影响76-77
• 4.3.3 坡形对于速度的影响77-78
• 4.3.4 坡形对于加速度的影响78-79
• 4.4 振动方向对于边坡稳定性影响79-88
• 4.4.1 振动方向对于边坡破坏的影响80-82
• 4.4.2 振动方向对于边坡位移的影响82-85
• 4.4.3 振动方向对于边坡应力的影响85-88
• 4.5 边界对于边坡稳定性影响88-97
• 4.5.1 边界对于边坡破坏形态的影响89-91
• 4.5.2 边界对于边坡位移的影响91-95
• 4.5.3 边界对于边坡应力的影响95-97
• 4.6 本章小结97-100
• 5 结论与展望100-102
• 5.1 结论100-101
• 5.2 展望101-102
• 致谢102-104
• 参考文献104-110
• 附录 A. 作者在攻读硕士学位期间参与的项目110

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4 管英s，

本文编号：1039842