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《南京大学》 2011年
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填方边坡在地震激励下的反应分析

吴强  
【摘要】:随着国民经济建设的开展,越来越多的工程中涉及到填方边坡稳定性问题。根据资料统计,地震和降雨是诱发边坡失稳的最常见的两种诱因,大量的边坡因为受到地震作用而失稳。地震作用下边坡的稳定性非常复杂,受地震作用、边坡地貌、降雨、地下水及边坡内在的物理性质、边坡的坡高等多方面因素影响。地震作用下边坡的稳定性研究涉及到多个学科的内容,不仅与地震学、工程地质学息息相关,而且与数学、计算力学等学科也有紧密联系,因此研究地震作用下的边坡的稳定性问题一直是地质工程领域的热点、难点课题,有着重大的现实和经济意义。作者在前人研究的基础上,以湖北大畈核电站高填方边坡为例,完成了如下工作: (1)在工程中常用的极限平衡分析法无法计算边坡在地震中产生的位移,而常用的时程分析法耗时极大,计算不便,不便于一般工程师掌握,本文尝试将拟静力假设应用到数值模拟分析中来,认为在使用拟静力法假设的数值方法中,侧边界应选取为与合力方向平行的倾斜边界,底边界应为与合力方向垂直的边界; (2)对比了使用拟静力假设的数值分析结果与普通极限平衡法的计算结果,证明采用拟静力假设的数值分析方法计算的安全系数结果与普通极限平衡法极为接近,并且可以弥补普通极限平衡法不能计算边坡在地震中产生位移的缺陷; (3)将结构分析中常用的反应谱法引入边坡的地震稳定性分析中,并提出反应谱法分析中侧边界条件应选用粘弹性边界,而不是常用的固定或自由边界,并通过将反应谱法计算的结果与使用拟静力假设的数值分析方法计算结果对比,证明了在反应谱法中选用粘弹性边界的有效性; (4)使用常用的时程分析方法对填方边坡在地震动激励下的反应进行分析,得到了高填方边坡在地震激励作用下的加速度、位移随坡高的变化关系,并将得到的结果与使用拟静力假设的数值分析方法及反应谱法结果对比,证明后两种方法在计算边坡的位移方面还是不能考虑地震能量随坡高的耗散作用; (5)首次将地震激励的行波效应引入边坡在地震激励作用下的反应分析中,证明在边坡的动力时程分析中考虑行波效应的必要性。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P642.2

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