易貢高速遠(yuǎn)程滑坡自激振動(dòng)液化三維數(shù)值模擬分析
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【摘要】:高速遠(yuǎn)程滑坡的滑坡體自源區(qū)崩落轉(zhuǎn)化為碎屑流的過程中會(huì)與滑動(dòng)面及其兩側(cè)山谷產(chǎn)生碰撞以及剪切的相互作用,進(jìn)而使得滑動(dòng)面產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng),這種由兩個(gè)相互接觸并保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)由于接觸面的不平順導(dǎo)致的振動(dòng)稱之為自激振動(dòng)。上述自激振動(dòng)作用對(duì)相互接觸的系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生影響,高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)過程中的自激振動(dòng)作用會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)面上含水松散堆積物液化,例如,噴水冒砂坑。液化的土體會(huì)在碎屑流的鏟刮和裹挾下啟動(dòng)并成為碎屑流物質(zhì)組成的一部分,致使堆積區(qū)碎屑流體的體積大于滑坡源區(qū)崩塌體的體積。2000年4月9日西藏林芝地區(qū)發(fā)生了易貢高速遠(yuǎn)程滑坡,在堆積區(qū)明顯產(chǎn)生了自激振動(dòng)液化現(xiàn)象。本文借助于數(shù)字高程模型(DEM)建立基于真實(shí)地形的三維地質(zhì)模型,通過有限差分程序FLAC3D的動(dòng)力計(jì)算模塊,對(duì)易貢滑坡三維地質(zhì)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算,研究了易貢滑坡自激振動(dòng)液化的特征。動(dòng)力學(xué)計(jì)算中分析了不同區(qū)域加速度、孔隙水壓力、超孔隙水壓比和有效應(yīng)力的變化,主要得到以下結(jié)論:(1)易貢滑坡三維模型的靜力學(xué)計(jì)算表明,海拔4100m之上的崩塌區(qū)出現(xiàn)了位移大于4.3m的大變形區(qū)域,推測(cè)是由于崩塌區(qū)地形陡峻,臨空山體具有潛在的巨大勢(shì)能,加之節(jié)理裂隙發(fā)育以及地下水發(fā)育等原因造成的,該區(qū)域內(nèi)極易再次發(fā)生崩塌滑坡。(2)崩塌體自源區(qū)崩落剪出后與溝谷岸壁發(fā)生撞擊,撞擊點(diǎn)區(qū)域豎直方向之下深度為10m和40m監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的峰值加速度為別為6.6g和4.0g;流通區(qū)區(qū)域豎直方向之下深度為10m和40m監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的峰值加速度分別為2.5g和2.2g。由上述計(jì)算結(jié)果可以看出,自激振動(dòng)液化的松散堆積體對(duì)振動(dòng)波具有一定的過濾效應(yīng),隨著深度的增加,過濾效應(yīng)越明顯。(3)當(dāng)輸入動(dòng)荷載由模型撞擊點(diǎn)處施加時(shí),撞擊點(diǎn)豎直向下深度為10m和40m處的飽水堆積物分別在1.9s和2.4s時(shí)發(fā)生液化;流通區(qū)深度為10m處的區(qū)域分別在3.5s和8.5s先后兩次發(fā)生液化,流通區(qū)深度為40m處的區(qū)域則在4.5s時(shí)發(fā)生液化。(4)當(dāng)輸入動(dòng)荷載由模型底部施加時(shí),流通區(qū)深度為10m處的區(qū)域在9.1S時(shí)發(fā)生液化,流通區(qū)深度為40m處的區(qū)域在1.9s時(shí)發(fā)生液化,并在11.2s時(shí)發(fā)生第二次液化。堆積區(qū)深度為10m處的區(qū)域和深度為40m處的區(qū)域在動(dòng)力計(jì)算過程中有超孔隙水壓的生成,但是超孔隙水壓力并沒有驟然增加,最終并沒有發(fā)生液化。
【關(guān)鍵詞】:易貢 高速遠(yuǎn)程滑坡 自激振動(dòng) 液化 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U418.55;P642.22
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-21
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-18
- 1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線18-21
- 1.3.1 研究?jī)?nèi)容18-19
- 1.3.2 技術(shù)路線19-21
- 第2章 易貢高速遠(yuǎn)程滑坡地質(zhì)特征21-30
- 2.1 自然地理21-22
- 2.2 地形地貌22-24
- 2.3 地層巖性24
- 2.4 地質(zhì)構(gòu)造24
- 2.5 滑坡空間分區(qū)特征24-28
- 2.5.1 崩塌區(qū)特征26-27
- 2.5.2 流通區(qū)特征27
- 2.5.3 堆積區(qū)特征27-28
- 2.6 自激振動(dòng)液化現(xiàn)象28-29
- 2.7 本章小結(jié)29-30
- 第3章 自激振動(dòng)液化數(shù)值模擬理論及前處理方法30-47
- 3.1 動(dòng)力方程30-32
- 3.1.1 動(dòng)態(tài)時(shí)步30-31
- 3.1.2 動(dòng)態(tài)多步31-32
- 3.2 動(dòng)力分析模型建立32-38
- 3.2.1 動(dòng)力荷載及邊界條件32-33
- 3.2.2 基線校正33-34
- 3.2.3 靜態(tài)邊界34
- 3.2.4 自由場(chǎng)邊界34-35
- 3.2.5 振動(dòng)波反褶積分析35-36
- 3.2.6 波的傳播36
- 3.2.7 力學(xué)阻尼36-38
- 3.2.8 動(dòng)孔壓模型與土體液化38
- 3.3 液化模擬過程38-40
- 3.4 自激振動(dòng)液化機(jī)制40
- 3.5 液化模擬前處理方法40-46
- 3.5.1 模型建立41-42
- 3.5.2 振動(dòng)波校正42-43
- 3.5.3 網(wǎng)格劃分43-44
- 3.5.4 邊界條件44-45
- 3.5.5 阻尼設(shè)置45
- 3.5.6 動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置45-46
- 3.6 本章小結(jié)46-47
- 第4章 自激振動(dòng)液化模擬分析47-65
- 4.1 靜力計(jì)算結(jié)果分析47-51
- 4.1.1 彈性模型47-49
- 4.1.2 塑性模型49-51
- 4.2 動(dòng)力計(jì)算結(jié)果分析51-61
- 4.2.1 變形分析51-54
- 4.2.2 應(yīng)力分析54-56
- 4.2.3 液化分析56-61
- 4.3 自激振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)61-62
- 4.4 模型底部輸入動(dòng)荷載液化分析62-64
- 4.5 本章小結(jié)64-65
- 結(jié)論與展望65-67
- 結(jié)論65-66
- 展望66-67
- 致謝67-68
- 參考文獻(xiàn)68-73
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,本文編號(hào):790424
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