含地下洞室岩质边坡地震响应规律与稳定性研究

发布时间：2018-01-26 04:05

本文关键词： 地震动力响应规律有限单元法小净距隧道稳定性　出处：《中南林业科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：地震作用下边坡的稳定性研究是当前岩土地震工程学与地震工程研究领域的一个重点与热点问题,以往的研究表明,全球滑坡带与地震带的分布基本一致,充分体现了地震对边坡破坏具有触发作用。在地震作用下边坡或地下洞室的稳定性研究已取得了很多的研究成果,然而地震作用下含地下洞室岩质边坡的稳定性研究却很少,其破坏机制显然不同于一般的岩质边坡,坡脚地下洞室的存在与开挖必将劣化坡体内的力学环境,再加上地震的作用,其破坏机理必将具有自身特点。因此,本文针对在地震作用下含地下洞室岩质边坡的动力响应规律与稳定性开展了以下研究工作：(1)从静力和动力的角度,分别阐述了几种主要的边坡稳定性分析方法,分析了各种方法所适合的条件和特点,并且对所述方法进行了比较详细的评价,比较了各方法所具有的优势与不足。(2)详细阐述了有限单元法的计算原理。在静力分析中,主要采用线弹性理论和弹塑性理论,分析材料和结构的变形能力和稳定性；在动力分析中,主要运用特征值分析、基于Newmark法的时程分析与强度折减法相耦合的方法,分析材料和结构的动力响应特性和稳定性。(3)利用有限元软件对含单独隧道和小净距隧道的岩质边坡进行静力和动力稳定性分析的数值模拟,得出边坡围岩应力和位移变化规律。在静力分析中,仅考虑模型的自重,通过计算得到了边坡主应力、位移和塑性变形的图形,另外计算得到了边坡稳定性系数,对结果进行分析得出,上部与下部岩体应力情况有较大差异,坡面附近的岩体产生的位移较大,坡脚处的塑性应变值较大,边坡有可能出现一定的滑坡现象；在动力分析中,将自重转换为时变静力荷载,通过对模型施加X单向和XZ双向地震加速度,计算得到了边坡位移、速度和加速度的时程图形及三者的放大系数规律,并计算出各状态下边坡的稳定性安全系数及塑性变形的图形,对结果进行分析得出,边坡在X向地震作用下,当峰值加速度为O.1g和0.15g时,整个边坡处于比较稳定的状态,加速度、位移、速度时程与荷载的增加比例相同,放大系数很接近,当取0.2g后,边坡大部分区域进入塑性状态,边坡在XZ向地震作用下,当峰值加速度为0.1g时,整个边坡处于比较稳定的状态,当取0.15g后,边坡有多区域进入塑性状态。(4)对本文研究分析出的结果进行总结,指出了还可以进一步加强完善的工作内容,为以后有关含隧道岩质边坡动力稳定性的研究提出了一些建议。
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【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU45

【参考文献】