滑坡防治压力型锚固系统地震动力响应分析

发布时间：2017-07-31 15:26

  本文关键词：滑坡防治压力型锚固系统地震动力响应分析

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【摘要】：锚杆(索)支护结构等柔性支挡是边坡、滑坡治理的主要手段之一,在边、滑坡支护工程中发挥了重要作用,且在地震过程中亦表现出了很好的抗震性能。目前,人们在滑坡锚固方面进行了大量的工程实践,但关于地震作用下滑坡体的动力响应、锚杆(索)的作用效果以及动力响应却鲜有报道。针对这一问题,本文采用振动台模型试验与ABAQUS有限元数值模拟相结合的研究方法,以滑坡体、压力型锚固系统为研究对象,对地震作用下滑坡体、压力型锚固系统的动力响应展开研究。得出以下结论:(1)在汶川波作用下,随着高度的增加,坡表、坡内各监测点的PGA放大系数均随之增大,且坡表、坡内的PGA放大系数无明显差异。(2)在正弦波作用下,存在3种组合,使得PGA放大系数值较大,坡体响应明显:(1)低频率、中~高量级,(2)中频率、中量级,(3)高频率、低量级的激励条件下;且数值模拟的结果与试验结果基本一致,验证了试验结果的合理性。(3)在不同地震作用下,滑坡体加速度的响应有明显的差异,其原因在于地震动参数的差异。建议对于同一个滑坡支护设计问题,有必要输入不同的地震力进行锚杆抗震设计。(4)汶川波作用下,单根锚杆不同位置处的应变规律:在不同加速度幅值下,应变从滑面到承载体位置处,呈逐渐递增的趋势,即应变峰值出现在承载体附近。同列各层锚杆应变峰值规律:随着地震强度的增加,顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显。(5)正弦波作用下,加速度峰值对单根锚杆不同位置处的应变规律:与汶川波作用下锚杆的应变分布规律一致,即在不同加速度幅值下,从滑面到承载体位置处,应变呈逐渐递增的趋势。同列各层锚杆应变峰值规律:随着加速度幅值的增大,振动频率在5Hz时,底层锚杆滑面处应变峰值较其他各层响应明显;10Hz时,顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显;15Hz时,顶层锚杆应变峰值响应最明显。(6)振动频率对单根锚杆不同位置处的应变规律:随着振动频率的增加,加速度幅值为0.1g时,锚杆应变峰值呈递增的变化规律;0.2g时,应变峰值“先增大后减小”,在10Hz处对应的应变峰值较高;0.6g时,应变峰值整体呈下降的趋势。(7)数值模拟结果分析得出,静力条件下,滑坡体位移值为0;动力条件下,随着时间的增加,位移值逐渐增大。且在相同频率、相同加速度峰值下,随着坡体高度的增加,位移值也随之增加。(8)相同频率、相同峰值、不同时间长度下的正弦波对PGA放大系数的影响,结果表明:随着时间长度的增大,PGA放大系数值差别不大,即持时对PGA放大系数影响不明显。(9)研究持时对位移峰值的影响,结果表明:随着时间长度的加长,位移峰值显著增大。
【关键词】：地震作用 滑坡 压力型锚固系统 振动台试验 动力响应 数值模拟
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 论文选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势11-18
• 1.2.1 压力（分散）型锚杆（索）锚固技术研究现状11-15
• 1.2.2 地震作用下边坡锚固系统的动力响应特征研究15-17
• 1.2.3 ABAQUS中动力问题边界条件的研究17-18
• 1.3 主要内容及技术路线18-20
• 第二章 锚固系统模型振动台试验方案设计20-32
• 2.1 试验目的20
• 2.2 相似关系推导20-24
• 2.2.1 模型试验相似理论20-23
• 2.2.2 相似准则、相似常数的确定23-24
• 2.3 模型设计、制作24-29
• 2.3.1 模型箱及滑坡模型的制作24-26
• 2.3.2 格构锚固系统的设计26-27
• 2.3.3 传感器的选取、布置27-29
• 2.4 地震加载方案设计29-32
• 第三章 滑坡动力响应与锚杆动力响应模型试验研究32-53
• 3.1 滑坡模型动力响应特征研究32-45
• 3.1.1 汶川波作用下加速度动力响应规律32-38
• 3.1.2 正弦波作用下加速度动力响应规律38-42
• 3.1.3 不同地震作用下加速度动力响应规律42-45
• 3.2 锚杆动力响应特征研究45-51
• 3.2.1 汶川波作用下应变动力响应规律45-47
• 3.2.2 正弦波作用下锚杆应变动力响应规律47-51
• 3.3 本章小结51-53
• 第四章 滑坡体动力响应数值模拟分析53-76
• 4.1 引言53
• 4.2 有限元建模设计53-58
• 4.2.1 本构模型53-54
• 4.2.2 模型尺寸及参数54-56
• 4.2.3 相互作用参数设定56
• 4.2.4 边界条件及加载方式56-57
• 4.2.5 材料阻尼57-58
• 4.3 滑坡体加速度动力响应规律58-68
• 4.3.1 加速度云图分析58-61
• 4.3.2 加速度时程曲线图分析61-67
• 4.3.3 加速度PGA放大系数分析67-68
• 4.4 滑坡体位移动力响应规律68-73
• 4.4.1 位移时程曲线图分析68-72
• 4.4.2 位移峰值分析72-73
• 4.5 持时对滑坡体PGA放大系数、位移的影响73-74
• 4.6 本章小结74-76
• 第五章 结论与展望76-79
• 5.1 结论76-77
• 5.2 展望77-79
• 参考文献79-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：599835