收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脉冲地震作用下含软弱夹层边坡的稳定性及动力响应研究

张鹏  
【摘要】:边坡的稳定性在岩土工程界一直是一个热门的话题,目前来说,稳定性分析领域均质边坡已经研究较多了。我国幅员辽阔,山地众多,自然界中不可避免的存在许多非均质地质体,含软弱夹层边坡作为其中具有代表性的一种,其稳定性受到广泛关注。边坡的抗剪强度往往在夹层处表现为不连续,又因边坡的失稳破坏常常发生在夹层处,因此边坡中软弱夹层往往成为边坡失稳的决定性因素。滑坡常常是由地震触发的。我国地处两大活跃的地震带之间,地震发生的频率较高,西部山区又与两大地震带区域相重叠,地震的发生会使原本脆弱的地质条件变得更加恶劣。大量的地震灾害表明,滑坡的发生与近断层地震动密切关联,近断层区域滑坡发生的概率远大于远震区。本文借助有限差分程序FLAC3D,建立概化边坡模型,采用多种边坡失稳的判别依据,对均质土质边坡、岩质边坡、含软弱夹层边坡静力安全系数,脉冲速度波作用下动力安全系数进行了探讨,并对不同工况下含软弱夹层边坡在脉冲地震动作用下边坡动力响应规律、破坏模式进行了初步的探讨。主要研究了软弱夹层的几何形态及边坡的几何形态对边坡安全系数、动力响应规律、破坏模式的影响。主要的工作及研究结果如下:(1)均质土质边坡在4种边坡失稳判别依据下得出的安全系数具有一致性,岩质边坡的安全系数在4种边坡失稳判别下得出的安全系数值相近。FLAC3D在计算均质边坡安全系数时的结果与极限平衡法的结果相近。(2)边坡中存在软弱夹层会降低边坡的静力安全系数;软弱夹层在边坡的位置对边坡静力安全系数影响较大,表现为夹层在边坡中的位置越低,边坡静力安全系数越小;夹层位置低于四分之三坡高时夹层位置变化对边坡静力安全系数影响较大,夹层位置低于四分之三坡高时,夹层的位置升高,会显著提高边坡的安全系数;夹层位置高于四分之三坡高时,边坡静力安全系数随夹层位置的升高增加缓慢,其安全系数更接近均质边坡。用传统极限平衡法计算含软弱夹层边坡的静力安全系数时结果失真。(3)采用有限差分程序FLAC3D对一个振动台单面边坡实验进行模拟,通过对比数值模拟和实验所得加速度放大系数,发现采用FLAC3D模拟单面坡效果较好。(4)对含软弱夹层边坡的动力安全系数求解,发现软弱夹层在边坡中的位置、倾角、边坡的坡高和坡角变化会影响边坡的动力安全系数,表现为夹层的位置越低,含软弱夹层边坡承受地震作用的能力越弱,边坡的动力安全系数越小;坡高越高,坡角越大,边坡的动力安全系数也越小。边坡的破坏模式受夹层的影响非常显著,表现为夹层低于二分之一坡高时,边坡发生破坏时破坏体会从夹层与坡面交界处剪出,夹层位置高于二分之一坡高后,边坡破坏时的剪出口位于坡脚处。夹层的位置越低,坡顶发生拉伸破坏的深度越深,边坡的坡高越高,坡角越大,坡顶发生拉伸破坏的深度也越深。(5)为了探讨含软弱夹层边坡的动力响应,对边坡材料参数不折减的情况下输入3种地震波,通过提取坡面和坡内关键点的加速度曲线,求解相应的加速度放大系数;对比夹层在不同边坡位置处的加速度放大系数,发现加速度放大系数沿高程总体是放大的;夹层位置的升高会影响加速度放大系数,夹层位置越高,加速度放大系数越小,边坡的动力特性就越接近均质边坡。当夹层位置低于二分之一坡高时,双脉冲地震波的加速度放大系数大于单脉冲地震波,当夹层位置高于二分之一坡高时,表现为单脉冲地震波作用下加速度放大系数比双脉冲地震波的加速度放大系数大。坡高和坡角的变化显著影响边坡的加速度放大系数规律,表现为坡高坡角越大,加速度放大系数越大;软弱夹层倾角也会影响边坡的加速度放大系数,含反倾软弱夹层的加速度放大系数大于含水平软弱夹层大于含顺倾软弱夹层。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 焦兵;万文;赵延林;张为芳;易帅;;含倾斜软弱夹层砂岩力学特性试验[J];矿业工程研究;2018年04期
2 简文星,殷坤龙,马昌前,刘礼领,张超;万州侏罗纪红层软弱夹层特征[J];岩土力学;2005年06期
3 邹天;桩基中软弱夹层的处理[J];住宅科技;1999年01期
4 韩瑜,吴文平,吕兴祖,李德惠;对低坝岩基软弱夹层增稳措施的探讨[J];西安理工大学学报;1996年02期
5 夏万仁;原状软弱夹层室内抗剪强度试验研究[J];水文地质工程地质;1985年05期
6 王行本;关于软弱夹层的抗剪强度问题[J];水力发电;1985年04期
7 包承纲;;坝基软弱夹层工程性质的土工研究方法[J];人民长江;1987年06期
8 樊文熙;;围岩中包含软弱夹层的支护应力分析[J];焦作矿业学院学报;1988年01期
9 苏爱军 ,晏同珍;乌江彭水水利枢纽坝区软弱夹层研究[J];地球科学;1989年02期
10 曾鹏九;拦河坝基础软弱夹层的勘探[J];水力发电;1989年06期
11 殷宗泽;陆保敏;;有软弱夹层土坡的复合滑动条分法[J];岩土力学;1989年04期
12 孙万和,郑铁民,李明英;软弱夹层厚度的力学效应[J];武汉水利电力学院学报;1981年01期
13 戴加祺;;含软弱夹层的岩质边坡稳定性影响因素的定性分析[J];西部探矿工程;2017年12期
14 高正夏;赵海滨;;岩体软弱夹层渗透变形试验及三维有限元数值模拟[J];水文地质工程地质;2008年01期
15 ;软弱夹层的工程特性[J];岩土工程界;2005年11期
16 戴永志,顾淦臣;堤坝设计中水平软弱夹层的考虑[J];江苏水利;2002年04期
17 王桂容;关于软弱夹层几个主要工程地质问题的研究现状[J];水利水电技术;1987年11期
18 王益壮;李晓昭;章杨松;赵晓豹;袁亮;程晋源;;含厚层软弱夹层硬质围岩的变形破坏特性[J];防灾减灾工程学报;2011年04期
19 胡涛,任光明,聂德新,唐良琴,向贵府;沉积型软弱夹层成因分类及强度特征[J];中国地质灾害与防治学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王志俭;殷坤龙;简文星;;万州区红层软弱夹层蠕变试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
2 刘红帅;唐立强;刘德东;郑志华;;基岩场地软弱夹层对地表峰值加速度的影响[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
3 罗鸿禧;;葛洲坝水利枢纽基岩软弱夹层变化趋势的物理化学力学探讨[A];全国首届工程地质学术会议论文选集[C];1979年
4 刘琨;卢育霞;李倩;王平;;软弱夹层对土层地震反应的影响[A];第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集[C];2011年
5 齐俊修;;张坊水库软弱夹层变形特征试验研究[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年
6 项伟;;长江葛州坝工程坝基软弱夹层的沉积规律及其工程地质意义[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
7 熊丽珍;陆培炎;;桩基下卧软弱夹层的分析计算[A];陆培炎科技著作及论文选集[C];2006年
8 张有天;;软弱夹层非线性分析的边界元方法及其应用[A];边界元法在岩石力学和工程中应用会议文集[C];1987年
9 潘玉珍;;葛洲坝水利枢纽坝基软弱夹层(剪切带)演变趋势地质分析研究[A];2015年全国工程地质学术年会论文集[C];2015年
10 郭志;;临界等速流变剪应力的确定方法[A];全国岩石边坡、地下工程、地基基础监测及处理技术学术会议论文选集[C];1993年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷勇;地基软弱夹层极限荷载及破坏模式研究[D];中国矿业大学;2018年
2 宋小林;层状岩体爆破的层裂效应及其对顺层边坡稳定性的影响研究[D];西南交通大学;2008年
3 范刚;含软弱夹层层状岩质边坡地震响应及稳定性判识时频方法研究[D];西南交通大学;2016年
4 李剑光;含倾斜软弱夹层复合岩体强度及蠕变特性研究[D];青岛科技大学;2015年
5 李栋梁;复杂地层浅埋软岩隧道式锚碇受荷响应机制及设计计算方法研究[D];重庆大学;2017年
6 赵新涛;城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研究[D];重庆大学;2010年
7 朱赛楠;厚层基岩滑坡软弱夹层演化过程及控滑机理研究[D];长安大学;2016年
8 聂琼;小南海坝基软弱夹层发育规律及三维可视化[D];中国地质大学;2014年
9 唐军峰;大型水电站地下洞室群施工力学行为研究[D];中南大学;2010年
10 王彤;抚顺西露天矿北帮边坡动力响应分析[D];吉林大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱凌;含软弱夹层岩质斜坡动力响应特征及失稳机理研究[D];成都理工大学;2018年
2 张灵熹;含软弱夹层的缓倾顺层岩质边坡失稳破坏机理研究[D];贵州大学;2018年
3 曾明;万兴路隧道爆破施工对地表既有高层住宅建筑影响研究[D];重庆交通大学;2018年
4 马勇;不同降雨工况下含软弱夹层土坡的稳定性分析及加固技术研究[D];长沙理工大学;2017年
5 梁亦邱;含软弱夹层类岩质边坡稳定性研究[D];绍兴文理学院;2018年
6 杨志勇;降雨诱发风化泥岩残积土滑坡复活破坏规律研究[D];华中科技大学;2017年
7 张鹏;脉冲地震作用下含软弱夹层边坡的稳定性及动力响应研究[D];西南交通大学;2018年
8 伍林伟;含软弱夹层场地地面峰值加速度放大系数影响因素分析[D];华中科技大学;2016年
9 王辉;中厚多软弱夹层复合顶板巷道围岩破坏机理及支护研究[D];太原理工大学;2017年
10 李继;含多层软弱夹层的顺层边坡渐进失稳判定及局部破坏范围研究[D];西南石油大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;精心管理 科技攻关 打造精品工程[N];中国交通报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978