地震及库水联合作用下岩质边坡动力响应特性振动台试验研究

发布时间：2020-06-13 18:35

【摘要】：水力资源作为绿色能源,受到越来越多的国家的重视。我国水力资源总量丰富但是分布不均,四川、云南、西藏等西部地区集中了我国约70%的水力资源。汶川地震后,西部地区滑坡频发,研究地震与库水联合作用下的边坡稳定性问题显得尤为重要。本文以香丽高速金沙江特大桥桥址边坡为研究对象,采用有限元动力分析的方法,分析了边坡加速度响应和应变响应规律。开展了考虑库水位变化的岩质边坡大型振动台模型试验,研究了边坡模型的动力响应特性、破坏机理,特别是库水骤降对边坡稳定性的影响。考虑金沙江特大桥桥址边坡库水水位条件、软弱结构面分布情况、地形地貌特征等因素,建立二维边坡有限元模型,开展了地震力作用下边坡动力响应特性分析。地震动输入波形为不同烈度的人工合成波;通过对计算模型施加静水压力来模拟库水作用。计算结果表明:加速度响应沿坡高和坡面方向放大,最大值出现在边坡表面锚碇处。地震荷载相同的条件下,在受库水直接作用的区域,水位下降后加速度峰值明显增大,因此库水骤降不利于边坡动力稳定性。设计并开展了含软弱结构面的岩质边坡的大型振动台模型试验,研究库水与地震力联合作用下岩质边坡的动力响应规律及其破坏机制。通过向模型箱中注水和抽水来实现库水位升降的模拟,运用消波装置削弱箱壁引起的库水波浪反射波。模型在库水与地震力联合作用下的裂缝观测结果表明:库水入渗加剧了边坡裂缝扩展。加速度响应结果表明:库水骤降使边坡表层的加速度放大效应更加明显,不利于边坡稳定。边坡的破坏模式为:地震诱发边坡出现沿顺倾向结构面的裂缝,地震荷载增加及库水入渗加剧裂缝扩展,出现沿顺倾结构面的贯通性裂缝;在地震力、库水入渗及库水骤降联合作用下,坡体沿顺倾结构面发生倾覆滑动破坏。
【图文】：

上海交通大学硕士学位论文1.4 研究思路及技术路线本研究课题的开展，首先进行了数值模拟研究，然后开展了大型振动台试验，试验过程详细记录，试验结束后分析试验数据，研究边坡动力响应规律，研究库水骤降对岩质边坡稳定性的影响，分析地震力与库水联合作用对岩质边坡稳定性的影响。图 1-1 是工作流程图。

7图 2-1 香丽高速公路区域内地形地貌图Fig.2-1 Topographic and geomorphic map of Xiang Li Highway程地质条件公路金沙江特大桥桥址区域内地势总体西高东低，北高南向西南倾斜，地面高程 1800m~5600m，，相对高差大于 2呈 N72°E 流向，水流较平缓，无通航条件。区内河流和向基本一致，河谷形态以“V”型谷为主。桥距虎跳峡镇约 3km，距著名的虎跳石景点约 3km。大路相通，交通便利，如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV223

【参考文献】

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本文编号：2711575