地震诱发层状岩质斜坡动力响应数值模拟研究
发布时间：2022-02-11 19:49
本文采用数值模拟的方法研究了地震诱发层状岩质斜坡的动力响应规律及其破坏特征,并对汶川地震诱发唐家山顺层岩质滑坡进行了研究。论文的主要工作以及成果如下:（1）根据不同结构面与层面组合的关系将层状岩质斜坡分为顺倾层状斜坡、反倾层状岩质斜坡、陡倾层状岩质斜坡和水平层状岩质斜坡等类型;层状岩质斜坡的破坏特征主要有以下类型:顺层剪切滑移、顺层面的滑移-弯曲-溃曲破坏、倾倒破坏、弯曲倾倒、块状倾倒、块状弯曲倾倒、楔体滑动型破坏等破坏模式。（2）采用3DEC建立了19种层状斜坡模型,分析了层状斜坡的动力响应规律以及顺层岩质斜坡动力破坏特征,发现坡脚对动力响应有一定的抑制作用,坡顶对动力响应有放大效应;加速度放大系数沿坡面随坡高的增加是增大的,在水平方向上和垂直方向上分别表现出趋表效应和高程放大效应;顺层岩质斜坡的动力破坏特征为沿着岩层面的顺层剪切滑移。（3）研究了岩层倾角、节理参数和坡角对层状岩质斜坡动力响应的影响规律,得出岩层倾角越接近坡角,节理强度参数越小,斜坡坡角越大,斜坡加速度放大效应越明显。（4）采用3DEC建立了唐家山滑坡的三维地质模型,分析了唐家山滑坡的动力响应规律以及破坏过程;（1）...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自由场边界条件示意图
22建立三维层状边坡模型了；根据工程地质手册、勘察报告和工程类比得到的岩土体的物理力学参数和节理的物理力学参数如下表3-1所示，其中根据3DEC手册可以得知节理的法向刚度和切向刚度可以取周围相邻区域等效刚度的10倍，如下公式3-23所示：表3-1岩土体和节理的物理力学参数密度/g/cm3弹性模量/MPa泊松比粘聚力/MPa摩擦角/°剪切刚度/MPa/m法向刚度/MPa/m岩体2.51138.740.140.71136.2层面0.3301453.651453.65min4310maxKGknksz+==Δ（3-23）公式中：kn、ks代表法向刚度和剪切刚度，K为体积模量，G为剪切模量，minΔz为节理两侧最小单元尺寸。图3-7唐家山滑坡剖面图
250510152025303540-6-4-20246810加速度/m·s-2持时/s（b）基线校正和滤波之后的地震波加速度时程曲线图3-9地震波加速度时程曲线（3）验证边界条件在3DEC中进行动力计算过程中，为了防止波反射影响数值模拟结果，采用（1）中的动力边界条件，为了验证动力边界条件施加是不是合理的，在进行动力计算过程中在底部设置2个监测点，地震波幅值从0.1g加到1.0g，将模型底部的监测点在每一次动力计算结束后监测得到的地震波时程曲线与输入的地震波时程曲线进行对比，然后分析动力边界条件施加的是不是合理的；选取的模型如图3-10所示：图3-10验证边界条件斜坡模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究[J]. 刘新荣,邓志云,刘永权,刘树林,路雨明. 岩土力学. 2019(07)
[2]强震作用下陡倾顺层斜坡倾倒变形机制离心振动台试验[J]. 巨能攀,邓天鑫,李龙起,蒋金阳,张陈羊. 岩土力学. 2019(01)
[3]地震波振幅对黄土-泥岩边坡动力响应规律的影响[J]. 张泽林,吴树仁,王涛,唐辉明,梁昌玉. 岩土力学. 2018(07)
[4]含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究[J]. 卞康,刘建,胡训健,李鹏程,陈玲朱,刘振平. 岩土力学. 2018(08)
[5]基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应[J]. 崔芳鹏,许强,殷跃平,胡瑞林,陈紫娟,刘伟. 岩土力学. 2018(01)
[6]地震和降雨耦合作用下黄土边坡动力响应的振动台试验研究[J]. 王兰民,蒲小武,吴志坚,徐舜华,刘琨. 岩土工程学报. 2018(07)
[7]反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析[J]. 杨忠平,刘树林,刘永权,何春梅,阳伟. 岩土工程学报. 2018(07)
[8]含倾斜强风化带及局部边坡复杂场地的动力响应及破坏模式研究[J]. 曹礼聪,张建经,刘飞成,刘阳,吴金标,王志佳. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[9]大型堆积体边坡基-覆界面及坡面动态响应特性试验研究[J]. 梁敬轩,胡卸文,叶正晖,罗刚,刁仁辉,马洪生. 岩土力学. 2017(08)
[10]土体含水率对边坡动力破坏模式及动力响应影响的振动台试验研究[J]. 杨兵,孙明祥,王润民,杨涛,冯君,周德培. 岩土工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]抗滑桩加固滑坡体地震反应离心机模型试验及分析[D]. 涂杰文.哈尔滨工业大学 2015
[2]高烈度地震区顺层高陡边坡失稳机理与控制对策[D]. 张骞.山东大学 2015
[3]岩质边坡地震稳定性分析方法研究[D]. 刘红帅.中国地震局工程力学研究所 2006
[4]边坡在地震力作用下的加卸载响应规律与非线性稳定分析[D]. 姜彤.中国地震局地质研究所 2004
硕士论文
[1]四川茂县—北川公路土门段层状岩质斜坡稳定性研究[D]. 沈亚麒.中国地质科学院 2019
[2]秦巴山区紫阳县高滩地区层状斜坡变形破坏机理研究[D]. 胡佳续.长安大学 2018
[3]地震作用下不同土质边坡动力响应及破坏模式试验研究[D]. 王润民.西南交通大学 2016
[4]地层结构对斜坡地震动力响应及其失稳机制的影响研究[D]. 杨忠.西南交通大学 2016
[5]层状土质边坡的地震响应与动力破坏机理研究[D]. 唐浩.西南交通大学 2016
[6]复杂水文地质条件下德江隧道突水防灾顶板安全距离研究[D]. 高杨.贵州大学 2016
[7]黄土斜坡的坡体结构特征及效应研究[D]. 赵永虎.兰州大学 2015
[8]边坡地震稳定性分析拟静力法的改进[D]. 祝荃芃.重庆大学 2015
[9]地震作用下岩质边坡稳定性及风险分析研究[D]. 任子华.重庆大学 2015
[10]强震作用下含不连续面高陡岩质边坡动力响应振动台试验研究[D]. 王斌.上海交通大学 2015
本文编号：3620855
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自由场边界条件示意图
22建立三维层状边坡模型了；根据工程地质手册、勘察报告和工程类比得到的岩土体的物理力学参数和节理的物理力学参数如下表3-1所示，其中根据3DEC手册可以得知节理的法向刚度和切向刚度可以取周围相邻区域等效刚度的10倍，如下公式3-23所示：表3-1岩土体和节理的物理力学参数密度/g/cm3弹性模量/MPa泊松比粘聚力/MPa摩擦角/°剪切刚度/MPa/m法向刚度/MPa/m岩体2.51138.740.140.71136.2层面0.3301453.651453.65min4310maxKGknksz+==Δ（3-23）公式中：kn、ks代表法向刚度和剪切刚度，K为体积模量，G为剪切模量，minΔz为节理两侧最小单元尺寸。图3-7唐家山滑坡剖面图
250510152025303540-6-4-20246810加速度/m·s-2持时/s（b）基线校正和滤波之后的地震波加速度时程曲线图3-9地震波加速度时程曲线（3）验证边界条件在3DEC中进行动力计算过程中，为了防止波反射影响数值模拟结果，采用（1）中的动力边界条件，为了验证动力边界条件施加是不是合理的，在进行动力计算过程中在底部设置2个监测点，地震波幅值从0.1g加到1.0g，将模型底部的监测点在每一次动力计算结束后监测得到的地震波时程曲线与输入的地震波时程曲线进行对比，然后分析动力边界条件施加的是不是合理的；选取的模型如图3-10所示：图3-10验证边界条件斜坡模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究[J]. 刘新荣,邓志云,刘永权,刘树林,路雨明. 岩土力学. 2019(07)
[2]强震作用下陡倾顺层斜坡倾倒变形机制离心振动台试验[J]. 巨能攀,邓天鑫,李龙起,蒋金阳,张陈羊. 岩土力学. 2019(01)
[3]地震波振幅对黄土-泥岩边坡动力响应规律的影响[J]. 张泽林,吴树仁,王涛,唐辉明,梁昌玉. 岩土力学. 2018(07)
[4]含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究[J]. 卞康,刘建,胡训健,李鹏程,陈玲朱,刘振平. 岩土力学. 2018(08)
[5]基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应[J]. 崔芳鹏,许强,殷跃平,胡瑞林,陈紫娟,刘伟. 岩土力学. 2018(01)
[6]地震和降雨耦合作用下黄土边坡动力响应的振动台试验研究[J]. 王兰民,蒲小武,吴志坚,徐舜华,刘琨. 岩土工程学报. 2018(07)
[7]反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析[J]. 杨忠平,刘树林,刘永权,何春梅,阳伟. 岩土工程学报. 2018(07)
[8]含倾斜强风化带及局部边坡复杂场地的动力响应及破坏模式研究[J]. 曹礼聪,张建经,刘飞成,刘阳,吴金标,王志佳. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[9]大型堆积体边坡基-覆界面及坡面动态响应特性试验研究[J]. 梁敬轩,胡卸文,叶正晖,罗刚,刁仁辉,马洪生. 岩土力学. 2017(08)
[10]土体含水率对边坡动力破坏模式及动力响应影响的振动台试验研究[J]. 杨兵,孙明祥,王润民,杨涛,冯君,周德培. 岩土工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]抗滑桩加固滑坡体地震反应离心机模型试验及分析[D]. 涂杰文.哈尔滨工业大学 2015
[2]高烈度地震区顺层高陡边坡失稳机理与控制对策[D]. 张骞.山东大学 2015
[3]岩质边坡地震稳定性分析方法研究[D]. 刘红帅.中国地震局工程力学研究所 2006
[4]边坡在地震力作用下的加卸载响应规律与非线性稳定分析[D]. 姜彤.中国地震局地质研究所 2004
硕士论文
[1]四川茂县—北川公路土门段层状岩质斜坡稳定性研究[D]. 沈亚麒.中国地质科学院 2019
[2]秦巴山区紫阳县高滩地区层状斜坡变形破坏机理研究[D]. 胡佳续.长安大学 2018
[3]地震作用下不同土质边坡动力响应及破坏模式试验研究[D]. 王润民.西南交通大学 2016
[4]地层结构对斜坡地震动力响应及其失稳机制的影响研究[D]. 杨忠.西南交通大学 2016
[5]层状土质边坡的地震响应与动力破坏机理研究[D]. 唐浩.西南交通大学 2016
[6]复杂水文地质条件下德江隧道突水防灾顶板安全距离研究[D]. 高杨.贵州大学 2016
[7]黄土斜坡的坡体结构特征及效应研究[D]. 赵永虎.兰州大学 2015
[8]边坡地震稳定性分析拟静力法的改进[D]. 祝荃芃.重庆大学 2015
[9]地震作用下岩质边坡稳定性及风险分析研究[D]. 任子华.重庆大学 2015
[10]强震作用下含不连续面高陡岩质边坡动力响应振动台试验研究[D]. 王斌.上海交通大学 2015
本文编号：3620855
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