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

发布时间：2017-06-25 11:11

  本文关键词：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，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斜坡地震动力响应特征是一切斜坡动力问题的基础,我国近年地震频繁,地震引起数以万计的滑坡,其中反倾斜坡的滑坡往往规模大,破坏强,给社会造成巨大的财产损失和人员伤亡。本文在对汶川地震反倾斜坡研究资料进行仔细研读的基础上,分析影响反倾边坡地震动力响应的因素,利用FLAC3D软件建立反倾斜坡的概化模型,用接触面单元模拟岩层,分别分析研究了反倾斜坡的高度、坡角、岩层倾角、下伏软岩、地震波频率、振幅对斜坡的地震动力响应特征的影响。同时选取汶川地震一个典型的反倾滑坡-罐滩滑坡为研究对象,对该反倾斜坡在汶川地震时的动力响应特征进行研究。得出以下结论:(一)不同频率、振幅地震波下的反倾斜坡地震动力响应特征1.入射波频率接近甚至等于斜坡自振频率时,斜坡地震动响应非常剧烈。反倾斜坡会在斜坡内自坡顶向下一定范围内发生变形甚至破坏,且破坏范围会随着入射波频率接近斜坡自振频率而加大。2.入射波振幅较小时,地震波幅值对反倾斜坡加速度值影响较大,对加速度在反倾斜坡中的分布影响较小;但当地震波振幅较大时,地震波幅值对反倾斜坡加速度值及分布影响均较大。反倾斜坡后缘坡内加速度放大系数大于坡面的范围会随着振幅的增大而增大。(二)不同坡高、坡角、岩层倾角的反倾斜坡地震动力响应特征1.反倾斜坡加速度放大系数极值会随着斜坡高度的增大先增大后减小,随着斜坡坡角的增大而增大,随着岩层倾角的增大而减小。2.反倾斜坡后缘坡内加速度放大系数大于坡面的范围随着斜坡高度及坡角的增大而增大,随着岩层倾角的增大而减小。反倾斜坡高度越大,坡角越大,岩层倾角越小,反倾斜坡在坡内平行坡表的一定范围内越容易发生变形,甚至破坏。(三)下伏软岩反倾斜坡地震动力响应特征当地震波能量较小,软弱基座斜坡其下部软岩对反倾斜坡的稳定性起到积极的作用,利于斜坡稳定;但当地震波能量较大时,下部软岩对反倾斜坡的稳定性反而起到了消极的作用,不利斜坡的稳定。含下伏软岩的反倾斜坡在地震作用下下部软岩压缩,上部后缘岩体拉裂。(四)罐滩滑坡的地震动力响应特征斜坡在地震作用下并未发生整体破坏,但在地震的作用下,斜坡岩体强度被削弱,坡体后缘岩体在拉应力作用下进一步产生拉裂缝,裂缝向下发展,坡脚部位的深部软岩处产生剪破坏,表面泥岩产生拉破坏,软硬岩体中拉破坏的产生易于水的深入,使软岩进一步软化,同时也产生了一定的静水压力,因此,非常不利于稳定,为斜坡在地震过后的强降雨作用下发生整体失稳创造了条件。
【关键词】：反倾斜坡 动力响应 FLAC3D 数值模拟
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.9
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-21
• 1.1 选题依据及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 边坡地震动力响应研究方法的研究现状12-15
• 1.2.2 边坡地震动力响应特征研究现状15-18
• 1.2.3 反倾斜坡的研究现状18-19
• 1.3 研究内容及技术路线19-21
• 1.3.1 基本研究内容19-20
• 1.3.2 技术路线20-21
• 第2章 FLAC3D动力分析理论及流程21-28
• 2.1 FLAC3D分析理论21-24
• 2.1.1 基本原理21
• 2.1.2 导数的有限差分近似21-22
• 2.1.3 运动方程22
• 2.1.4 应力、应变及节点不平衡力22
• 2.1.5 阻尼力22-23
• 2.1.6 接触面23-24
• 2.2 动力分析流程24-28
• 2.2.1 网格划分25
• 2.2.2 边界条件的确定25-26
• 2.2.3 阻尼的确定26
• 2.2.4 地震荷载的校正与输入26-28
• 第3章 反倾斜坡动力响应特征研究28-60
• 3.1 概化模型的选择28-29
• 3.2 地震波特性对斜坡动力响应的影响分析29-37
• 3.2.1 地震波频率的影响29-33
• 3.2.2 地震波振幅的影响33-37
• 3.3 反倾斜坡结构对其动力响应的影响分析37-53
• 3.3.1 模型及监测点的布置37-39
• 3.3.2 结果分析39-53
• 3.4 下伏软岩对反倾斜坡动力响应规律的影响53-58
• 3.4.1 模型53-54
• 3.4.2 加速度分析54-55
• 3.4.3 位移分析55-56
• 3.4.4 应力分析56-58
• 3.5 结论58-60
• 第4章 罐滩滑坡地震动力响应分析研究60-80
• 4.1 研究区基本特征60-64
• 4.1.1 滑坡概况60-61
• 4.1.2 地层岩性61
• 4.1.3 斜坡结构特征61-63
• 4.1.4 水文地质条件63
• 4.1.5 地震区划63
• 4.1.6 失稳破坏过程63-64
• 4.2 模型64-67
• 4.2.1 地质模型建立64-65
• 4.2.2 动荷载选取及输入65-66
• 4.2.3 物理参数选取66-67
• 4.2.4 斜坡地震动力响应分析内容67
• 4.3 罐滩滑坡动力响应分析67-78
• 4.3.1 加速度分析68-69
• 4.3.2 位移分析69-73
• 4.3.3 应力分析73-77
• 4.3.4 塑性场分析77-78
• 4.4 结论78-80
• 第5章 结论与展望80-83
• 5.1 结论80-81
• 5.2 不足与展望81-83
• 参考文献83-87
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果87-88
• 致谢88

【参考文献】

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本文编号：481900