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《长安大学》 2017年
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倾斜入射地震波作用下边坡动力响应特征研究

牛武军  
【摘要】:考虑实际场地中地震波的入射角度影响,本研究基于FLAC3D大型数值分析方法,建立了数值分析中地震波倾斜入射的实现方法,并且建立了三种具有不同坡角的边坡数值计算模型,坡角分别为30°、45°、和60°,选取El Centro作为激励地震波,对地震波入射角对边坡的动力响应影响特征进行了研究。本文的研究主要取得了以下一些结论:(1)利用FLAC3D计算程序的人工边界力学条件,通过边界分解和边坡内部波场分解,可以实现在边坡动力响应数值计算中模型底部地震波的倾斜入射。(2)边坡的加速度响应研究表明,对于坡角为30°的边坡,随着入射角度的增大,坡顶的加速度放大系数出现轻微的先增大后降低的趋势;对于45°边坡和60°边坡而言,随着入射角度的增大坡顶的加速度放大系数逐渐增大,倾斜入射下的边坡坡顶加速度放大系数远大于垂直入射下的坡顶加速度放大系数;倾斜入射情况坡顶的加速度放大系数最大值均明显大于3,因此,入射角度对边坡加速度响应的影响不能忽视。(3)边坡坡面位移研究结果表明入射角度对边坡坡面的影响亦不容忽视,具体表现为:对于坡角30°的边坡,当入射角为30°时坡面的水平向位移残余值稍大于垂直入射情况,两者均明显小于入射角为10°和20°时的边坡坡面位移;对于坡角45°的边坡,随着入射角度的增大坡面的水平向残余变形逐渐增大。对于坡角60°的边坡,当地震波的强度较大时,坡顶的位移随着入射角度的增大而增大,当地震波强度较小时,坡顶的位移随着入射角度的增大先增大后减小。(4)坡体内部应力状态研究表明对于坡角为30°的边坡,坡体内部的应力状态十分复杂;对于坡角为45°的边坡,当入射角为10°时主要体现为剪应力状态,而张拉应力状态单元仅仅出现在坡面附近,当入射角达到20°和30°时,坡面附近大量单元均体现出剪应力+张拉应力状态;对于坡角为60°的边坡,当地震波入射角为10°和20°时,此时在坡面附近,尤其是坡角位置,出现了大量的张拉应力状态单元,当入射角为30°时,坡体内部的单元应力状态主要体现为剪应力状态。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU435

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