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甘孜机场沃日柯高填方边坡动力稳定性分析

邓凯伦  
【摘要】:本文旨在针对甘孜机场东南端沃日柯高填方边坡动力稳定性研究,首先,开展了对研究区的岩土体特性的研究,在填筑过程中对高填方边坡实施原位变形及稳定性动态监测,并基于MATLAB数据处理软件,建立高填方边坡三维实体模型,运用FLAC3D数值分析软件对边坡变形及稳定性进行分析,并结合现场监测数据对比分析。研究结果表明:沃日柯高填方边坡有沉降量大和水平位移大的特点;利用强度折减法分析边坡的稳定性系数约为1.65,计算结果与现场监测数据有良好的一致性。其次,运用FLAC3D数值分析软件研究了EL地震波作用下高填方边坡的动力响应特征。研究表明,高填方边坡对输入波的加速度放大效应明显,放大系数随高度增大而增大,在坡顶放大系数最大为2.44~3.8倍,并发现了放大系数随临空接触面积增大而增大,随距临空面距离增大而减小的规律。位移矢量方向大多与下部基岩的位移矢量方向相反,滞后现象明显;在地震作用过程中中部至顶部变形量较大,地震后水平方向永久位移约为0.10~0.15m,竖直方向的震陷量为0.05~0.12m。最后,采用GeoStudio有限元软件,通过波形对该边坡作用特征对比,选取最不利地震波形对高填方边坡进行动力稳定性分析,利用软件中QUAKE/W模块分析边坡动力响应特征,并与有限差分法对比反馈后,通过SLOPE/W模块进行动力稳定性计算,得出沃日柯高填方边坡的动力稳定系数时程曲线。基于稳定系数时程曲线,提出时段稳定系数平均最小值法,基于地震作用稳定系数时程曲线,考虑边坡的累积变形破坏,通过瞬时稳定系数小于安全系数的时刻与边坡初始稳定系数对应形成的时间段的平均最小值作为边坡稳定性评价的标准。并与拟静力法、刘汉龙(2003)建议公式计算法、不同时段取值均值稳定系数法进行对比分析。研究表明,采用本文提出的方法计算出的动力稳定系数为1.056,另几种方法都偏于保守,特别是拟静力法,由此可判断该高填方边坡在地震作用下稳定。本文提出的方法对动力稳定性分析具有一定的指导意义。


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