收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

强震作用下均质斜坡动力响应的大型振动台试验研究

邹威  
【摘要】:我国山地面积占总国土的三分之二,同时我国是一个地震频发的国家。地震是促使斜坡失稳,诱发滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害的一个主要因素。2008年发生的5.12汶川大地震诱发了数以万计的崩塌、滑坡地质灾害,山河改色,给灾区造成了巨大的破坏和损失。对强震作用下斜坡的变形破坏机理以及斜坡动动力响应规律进行研究具有重要的理论与现实意义。 以“5.12”汶川地震背景、震区基本地质环境为基础,本文对均质岩质斜坡进行了大型振动台模型试验研究,详细介绍了实验装置,给出了模型体系相似比的设计基本原则,并对整个模型体系进行了相似设计,对模型材料和模型结构的制备方法和模型材料的物理特性进行了介绍,同时,根据实验目的和条件对传感器的选择及其布置方案进行了分析。根据“5.12”汶川地震震区环境,对台面输入地震动的选取及其加载方法进行了具体的阐述,形成了一套完整的试验方法。总结分析了试验过程中模型变形破坏现象、对不同工况下不同岩性斜坡体不同地貌单元处得加速度数据进行了详细的分析,系统地研究了斜坡的地质条件和地震动荷载条件等因素对斜坡变形破坏以及斜坡动力响应规律的影响,总结归纳了强震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程,分析研究斜坡的动力响应特性及规律,为汶川地震中出现的众多大型滑坡崩塌提供合理的解释,为斜坡的动力稳定性分析和结构抗震设计提供科学的依据。通过对试验结果的变形破坏现象以及监测数据进行分析,结合震区斜坡变形破坏现象的调查得出了岩质斜坡动力响应规律,主要取得了一下几个方面的成果。 (1)斜坡的变形破坏特征及成因机制方面,地震作用下斜坡的变形破坏主要发生在斜坡的中上部,软岩斜坡的变形破坏较硬岩斜坡更为剧烈,硬岩地层中坡体通常发生的是崩塌类型的灾害,而软岩斜坡破坏通常以滑坡居多。单一竖向地震波、单一水平向地震波的作用、复合向地震波对斜坡的破坏性依次增大,水平向地震力是斜坡破坏的主要因素;随着作用在斜坡模型上的地震波振幅的增大,斜坡变形破坏程度加剧;当作用于斜坡上地震波的频率接近斜坡岩体固有频率时,斜坡破坏更加强烈;作用在斜坡上地震波时间的越长,斜坡变形破坏更加严重。地震作用下岩质斜坡变形破坏的主要模式是:拉裂倾倒—剪切滑移。 (2)在斜坡动力响应规律方面,对比分析了不同地震工况下监测的加速度数据,探讨斜坡体自身地质条件以及作用下斜坡体上地震波地震动参数对岩质斜坡加速度动力响应的影响规律。综合考虑各种影响因素对地震动动力响应的影响,分析得出了斜坡高程放大效应、不同岩性斜坡动力响应规律、斜坡坡内坡外动力响应规律、不同振幅参数、不同频率参数,不同地震波方向作用下斜坡动力响应规律。研究发现:地震作用下,软岩、硬岩斜坡的加速度放大作用呈交替状增长变化,在斜坡上部,软岩斜坡的单向地震波激振方向响应加速度、复合向地震波斜坡竖直向响应加速度大于硬岩斜坡,在斜坡下部,这种规律刚好相反。斜坡的下部斜坡坡表对地震波的加速度反应幅值较之斜坡内部存在水平向的放大现象。在一定的高程范围内斜坡加速度响应峰值随高程增长而增长,到达一定高程后斜坡加速度不再增大而是逐渐减小。地震波振幅对斜坡的动力响应有显著的影响,加速度响应峰值随振幅的变化规律是非线性的,地震波的振幅对斜坡的在高程方向上动力响应分布规律的影响不大。地震波频率对斜坡内加速度响应峰值的分布没有影响,斜坡对地震波放大的频率具有明显的选择性。一定高程范围内,天然波工况时复合ZX向、Z向、X向地震波作用下同一斜坡体上时同一测点的加速度响应峰值放大系数依次减小,且复合向地震波工况斜坡水平向动力响应强于竖直向。同时这些规律还受地震动参数、斜坡地质条件影响,不同地震动参数地震波作用下,不同斜坡不同地貌单元处的动力响应规律均呈现出不同的特征。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵成斌,刘保金;浅层地震勘探在工程勘察中的应用[J];华北地震科学;1998年02期
2 王真理,李幼铭;细胞自动机地震波模拟的并行化算法[J];地球物理学报;1999年03期
3 罗明秋,刘洪,李幼铭;地震波传播的哈密顿表述及辛几何算法[J];地球物理学报;2001年01期
4 马永旺,詹正彬,顾汉明;伪谱法地震波传播数值模拟[J];石油物探;2001年02期
5 徐天吉;李显贵;范菊芬;程冰洁;;运用Hartley变换模拟地震波在正交各向异性介质中的传播[J];物探化探计算技术;2006年04期
6 裴海侠;刘志伟;;地震波方程频率域边界元法[J];西华大学学报(自然科学版);2006年06期
7 王童奎;李瑞华;李小凡;张美根;刘红艳;;谱元法数值模拟地震波传播[J];防灾减灾工程学报;2007年04期
8 卢守安;周元亮;;从地震波的衰减规律探索近震震级测定方法[J];地震地磁观测与研究;1982年03期
9 牛滨华,孙春岩;地震波理论研究进展——介质模型与地震波传播[J];地球物理学进展;2004年02期
10 王丽;陈均;;介质效应导致的地震波衰减及补偿方法[J];小型油气藏;2004年03期
11 金星;;如何从事地震科学研究[J];福建地震;2006年Z1期
12 王童奎;李瑞华;李小凡;张美根;龙桂华;;横向各向同性介质中地震波场谱元法数值模拟[J];地球物理学进展;2007年03期
13 李信富;李小凡;;复杂介质地震波传播的褶积微分算子数值模拟[J];地震学报;2008年04期
14 宫同举;孙成禹;彭洪超;肖云飞;孙甜甜;;几种提取品质因子方法的对比分析[J];勘探地球物理进展;2009年04期
15 刘志伟;王忠仁;裴海侠;;基于边界元法的地震波方程时间域数值模拟[J];西华大学学报(自然科学版);2010年01期
16 卢造勋;;1993东亚地震学术讨论会概况[J];东北地震研究;1993年04期
17 楼锡吉,张静;三维空间中等效界面定理的初步验证[J];江汉石油学院学报;1994年S1期
18 李幼铭,胡健行;细胞自动机在地震波传播研究中的应用[J];地球物理学报;1995年05期
19 益阳;地震波——探测地球内部的“雷达”[J];科技潮;2003年11期
20 胡朝元;程增庆;娄健;师素珍;;煤系地层地震波区域性发育特征[J];中国煤田地质;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 裴正林;牟永光;狄帮让;;地震波传播的小波表示及多尺度算法[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
2 王彦宾;陈晓非;;非均匀全地球模型地震波传播数值计算研究进展与展望[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
3 谷志猛;王耿峰;李凯锋;马福诚;吴绳正;;海洋地震勘探与海洋测绘[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
4 杨磊;陈勇;曹禹;杨孔庆;高亮;李幼铭;;复杂介质中的地震波传播的Hamilton描述及模拟[A];Structure Preserving Algorithm and Its Applications--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
5 张文芳;程文瀼;;工程结构场地地震动特征的研究理论和计算分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
6 裴正林;牟永光;;复杂介质地震波传播小波多尺度自适应数值解法[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
7 张金城;李锐;刘菲;韩若飞;;在未知地质条件下反演远距离震源点位置的探索与实践[A];国家安全地球物理丛书(三)——地球物理探测与应用[C];2007年
8 吴如山;安芸敬一;;地震波的多次散射和能量传递——散射效应和固有衰减的分离 Ⅱ.理论对兴都库什地区的应用[A];中国科学院地球物理研究所论文摘要集(1988)[C];1989年
9 吴如山;;三维复杂介质中地震波传播与成象——快速单程算子及其应用[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
10 冯德益;聂永安;;含裂隙双相各向异性介质中的地震波传播[A];中国地震学会第六次学术大会论文摘要集[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李淑清;光栅谐振子检测地震波的理论和方法研究[D];天津大学;2009年
2 赵雪平;地震波传播性质及地震勘探弱信号的混沌振子检测方法研究[D];吉林大学;2006年
3 李子顺;宽频带高分辨率地震勘探方法研究[D];中国地质大学(北京);2008年
4 焦长洲;地震作用下隧道式复合锚碇动力响应分析[D];西南交通大学;2008年
5 何现启;EDA介质中地震波传播特征及参数反演研究[D];中南大学;2010年
6 朱新运;衰减、场地响应等地震波传播相关信息综合研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
7 邹冠贵;孔隙介质地震波传播及衰减特征评价研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
8 刘跃伟;转动地震动与结构抗扭设计[D];大连理工大学;2011年
9 丘磊;正交曲线坐标系下的地震波数值模拟技术研究[D];浙江大学;2012年
10 童平;地震层析成像方法及其应用研究[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高爽;高层建筑与桩土共同作用的抗震性能分析[D];中国石油大学;2010年
2 黄玲;基于地震波的弹着点位置检测的设计[D];山东大学;2012年
3 罗凯;多维地震对结构动力响应分析[D];武汉理工大学;2013年
4 崔杰;小波调整地震动输入高层结构的研究[D];西安建筑科技大学;2013年
5 冯落;天津滨海软土地区地震频谱和场地动力效应研究[D];北京交通大学;2010年
6 张方;台塬及斜坡地形对地震波响应的影响分析[D];西安科技大学;2013年
7 姜华;埋地管道在地震波作用下的响应分析[D];华中科技大学;2011年
8 熊峰;地震波入射方向对边坡动力响应的影响[D];中国地质大学(北京);2014年
9 王玉风;VSP地震波Q值提取方法及分析[D];成都理工大学;2012年
10 刘新爱;基于地震动传感器阵列的弹丸落点定位技术研究[D];南京理工大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 记者 刘纯友;科大两学者荣膺何梁何利奖[N];安徽日报;2009年
2 本报记者 谢克俭;陈运泰、周锡元两院士细说防震减灾[N];福建科技报;2003年
3 本报记者 陈宜飚;联想高性能服务器落户同济大学[N];证券日报;2003年
4 小科;科学家探地幔热柱[N];福建科技报;2004年
5 王红军;油气勘探又有新式武器[N];中国矿业报;2004年
6 赵亚萍;科学家首次“观测”到地幔热柱[N];科技日报;2003年
 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