本文關(guān)鍵詞： 層狀巖質(zhì)邊坡 HHT 邊際譜 震害損傷模式 時(shí)頻分析　出處：《西南交通大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：含軟弱夾層層狀(順層和反傾)巖質(zhì)邊坡是工程建設(shè)中常見的地質(zhì)體,但2008年“5.12”汶川地震前,含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的地震響應(yīng)特征和地震穩(wěn)定性判識方法并未引起工程界和學(xué)術(shù)界足夠的重視。2008年“5.12”汶川地震誘發(fā)了大量的層狀巖質(zhì)邊坡失穩(wěn),此后,該類邊坡的地震響應(yīng)特征及穩(wěn)定性判識方法才逐漸引起工程界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。振動臺模型試驗(yàn)作為一種最能直接揭示研究對象地震響應(yīng)的研究手段,已被廣泛運(yùn)用于土木工程領(lǐng)域的抗震研究,本文基于相似理論,設(shè)計(jì)并開展了大型振動臺模型試驗(yàn),對含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的地震響應(yīng)及加固措施的抗震性能進(jìn)行了研究,并借助希爾伯特黃變換(HHT)和邊際譜理論,基于振動臺模型試驗(yàn)數(shù)據(jù),從能量角度出發(fā),探究了地震作用下層狀巖質(zhì)邊坡體內(nèi)震害損傷的發(fā)展過程,進(jìn)而對含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的震害損傷模式進(jìn)行了探究�；趶椥圆▌恿W(xué)和HHT信號處理方法,考慮地震波的時(shí)間-頻率-幅值特性,推導(dǎo)得到層狀邊坡瞬時(shí)地震安全系數(shù)的時(shí)頻計(jì)算方法,并借助振動臺試驗(yàn)數(shù)據(jù)對這一時(shí)頻計(jì)算方法在層狀巖質(zhì)邊坡中的應(yīng)用進(jìn)行了示例分析。本論文的研究成果對判識含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的震害損傷模式、抗震加固措施的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及地震穩(wěn)定性判識具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文研究取得的主要成果和結(jié)論如下：(1)含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡大型振動臺模型試驗(yàn)以某含軟弱夾層層狀(順層和反傾)巖質(zhì)邊坡為原型,設(shè)計(jì)并制作了順層和反傾兩個振動臺試驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用按照相似關(guān)系壓縮處理后的El Centro地震波和汶川地震清平波對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行地震激勵,對地震作用下含軟弱夾層順層和反傾巖質(zhì)邊坡的加速度響應(yīng)、坡面位移響應(yīng)和坡體頻譜響應(yīng)特性進(jìn)行了分析,并探究了軟弱夾層含水狀態(tài)對邊坡加速度、位移、頻譜響應(yīng)的影響特征。(2)基于傳遞函數(shù)的層狀巖質(zhì)邊坡地震動力特性參數(shù)計(jì)算及頻域分析方法對含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的兩類傳遞函數(shù)(相對傳遞函數(shù)和絕對傳遞函數(shù))進(jìn)行了對比分析,介紹了利用傳遞函數(shù)計(jì)算含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡動力特征參數(shù)(自振頻率、阻尼比、振型)的方法,并對含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡和反傾巖質(zhì)邊坡的動力特征參數(shù)進(jìn)行了對比分析；基于傳遞函數(shù),提出了含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡頻域地震響應(yīng)的估算方法。(3)基于HHT和邊際譜的層狀巖質(zhì)邊坡震害損傷模式能量判識方法研究基于振動臺試驗(yàn)中實(shí)測的加速度時(shí)程,借助信號處理領(lǐng)域的希爾伯特黃變換(HHT)和表征地震波能量幅值大小的邊際譜概念,通過分析地震波在邊坡坡體內(nèi)部傳遞過程中的能量變化,探究地震波作用下坡體內(nèi)部震害損傷的發(fā)展過程,結(jié)合振動臺試驗(yàn)中的試驗(yàn)現(xiàn)象和坡面位移監(jiān)測數(shù)據(jù),對地震作用下含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的震損發(fā)展過程及破壞模式進(jìn)行了研究,并對含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡和反傾巖質(zhì)邊坡的地震破壞模型進(jìn)行了對比分析。(4)含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡的抗震加固措施研究在總結(jié)汶川地震中錨固結(jié)構(gòu)和抗滑樁震損情況的基礎(chǔ)上,對含軟弱夾層順層和反傾巖質(zhì)邊坡采用坡腳抗滑樁+坡面預(yù)應(yīng)力錨索+錨桿的綜合加固措施進(jìn)行加固,試驗(yàn)中利用El Centro地震波和汶川地震清平波對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行地震激勵,對加固坡體的加速度響應(yīng)、坡面位移響應(yīng)以及預(yù)應(yīng)力錨索軸力響應(yīng)特征進(jìn)行了分析。(5)層狀巖質(zhì)邊坡瞬時(shí)地震安全系數(shù)的時(shí)頻計(jì)算方法基于彈性波動理論和希爾伯特-黃變換信號處理方法,在時(shí)頻聯(lián)合域內(nèi)將地震波的時(shí)間-頻率-幅值三要素進(jìn)行分離,建立考慮上述地震波三要素的瞬時(shí)地震安全系數(shù)時(shí)頻計(jì)算方法,并以振動臺試驗(yàn)中某一測點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)為例,計(jì)算得到汶川地震清平波第一強(qiáng)震段激勵下順層邊坡和反傾邊坡測點(diǎn)附近層面的瞬時(shí)地震安全系數(shù)時(shí)程。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU457

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1545010